Primeira Geração de Ferramentas Digitais

DIGITAIS

A tecnologia do Building Modeling baseada em sólidos tridimensionais foi desenvolvida pela primeira vez no final da década de 1970 e começos de 1980

O mais antigo documento sobre uma experiência sistemática sobre o conceito do que hoje se entende como um protótipo dos sistemas BIM, foi “Building Description System- BDS” publicado no extinto Jornal AIA por Charles “Chuck” Eastman, então professor na Universidade do Carnegie-Mellon, em 1975.

“ ...definição interativa de elementos... derivação de cortes, plantas isométricas ou perspectivas a partir da mesma descrição dos elementos de origem ... Qualquer mudança de arranjo deverá ser feita apenas uma vez para todos os desenhos futuros a serem atualizados. Todos os desenhos derivados do mesmo arranjo de elementos deverão ser atualizados automaticamente de forma consistente...Qualquer tipo de análise quantitativa poderá ser gerada diretamente da descrição do elemento.. Estimativas de Custos e ou quantidades de materiais podem ser extraídas facilmente do modelo... provendo uma base de dados integrado ao modelo proprietário para análises visuais e quantitativas... verificação automatizada do edifício de acordo com o código de prefeituras ou no escritório do arquiteto. Construtores de grandes projetos podem achar esta representação vantajosa para cronogramas e requisitar materiais.” (EASTMAN 1975, apud, LAISERIN, 2008, in EASTMAN, 2008, p. XI).

O BDS é uma biblioteca de várias centenas de milhares de elementos arquitetônicos, que podem ser montados e elaborados na interface do usuário resultando em um conceito completo de projeto para edificação.

Esta foi a primeira geração de ferramentas de modelagem tridimensional facetada de modelagem de objetos cilíndricos com atributos associados, que permitiam que os objetos fossem compostos por conjuntos de elementos para definir os edifícios. Esta abordagem de atributos inserida à modelagem foi um importante precursor da modelagem paramétrica moderna.

98 Mas vale lembrar que a forma, volume, superfícies e as propriedades dos elementos delimitam formas e não um espaço circunscrito ao modelo. O BDS não definia os espaços explicitamente. Ele era geralmente definido implicitamente, como aquilo que está entre as paredes, o chão e o teto. (EASTMAN, PAUL, et al., 2008, p. 35).

Segundo este sistema BDS desde o início os conceitos de modelagem tridimensional são simultâneos à análise integrada e à simulação dos condicionantes. As etapas de desenvolvimento são realizadas em paralelo com os conhecimentos de projeto arquitetônico, elétrico e mecânico. O conceito inicial dos sistemas BDS previa a integração entre todas as áreas de arquitetura e engenharia resultando em um alto grau de simulação e sinergia entre as disciplinas.

Esta modelagem inicial de formas poliédricas podiam ser usadas para compor uma imagem, porém não permitiam criar formas mais complexas. Em 1973, a criação fácil e edição de modelos de sólidos 3D mais orgânicos foi desenvolvido separadamente por três grupos, Ian Braid na Universidade de Cambridge, Bruce Baumgart em Stanford, e Ari Requicha e Herb Voelcker na Universidade de Rochester. Conhecido como solid modeling, esses esforços produziram a primeira geração de modelagem 3D para ferramentas de design. (EASTMAN, 1999)

Duas formas de modelagem de sólidos foram desenvolvidas e competiam pela supremacia das abordagens do Building Modeling. A abordagem da representação por bordas (B-rep ou evaluated shapes) e a abordagem da geometria construtiva dos sólidos (Constructive Solid Geometry – CSG ou unvaluated shape).

A representação por bordas (B-rep ou evaluated shapes) define as formas dos objetos usando operações de união, intersecção e subtração, denominadas como operações Booleanas. Para as operações de refino dessas formas poliédricas utilizam o chanfrar, fatiar ou mover uma cavidade dentro de uma única forma. As ferramentas booleanas e de refino das formas garantem a exatidão das bordas dos objetos para delimitar o volume. Essa abordagem para modelar objetos tridimensionais não apenas apresenta as definições das suas linhas de borda, mas as coleções de superfícies descritas por seus contornos e curvaturas gerando objetos com volume.

99 A representação por bordas consiste de dados que diretamente correspondentes às linhas que definem a forma. Uma vez que o limite de um sólido é a sua superfície, o que separa o interior do exterior, a sua definição é restringida a limitar os dados às bordas do sólido. Para alterações ou regeneração dos objetos serem acessíveis as definições das bordas devem definir novas superfícies.

Outra abordagem método de geometria construtiva por sólidos - Constructive Solid Geometry (CSG ou evaluated shapes). Esse enfoque permite a modelagem de um objeto complexo que é construído a partir de alguns operadores booleanos ou seja, união de conjunto, intersecção e diferença que combinam elementos mais simples para dar ao objeto a sua forma final. Assim, um sólido CSG pode ser escrito como um conjunto de equações e também pode ser considerada como uma metodologia de concepção.

Nesse método a forma final do elemento complexo é uma hierarquia ramificada de ações booleanas que determinam a forma final. O exemplo dessa representação a partir das operações ramificadas pode ser observado por meio figura 24.

Figura 24 - Construcao de Geometria por Sólidos

Fonte - https://www.cadinterop.com ( Acessado em 10/06/2015)

A figura 24 ilustra o conceito de Constructive Solid Geometry (CSG ou evaluated shapes) onde se percebe claramente os percursos necessários par definir a forma do objeto.

100 A modelagem da forma pode ser alterada, editada a qualquer tempo pelos dois enfoques. A metodologia de concepção pela hierarquia de operações ramificadas a CSG ou unevaluated shape possibilita a modelagem de sólidos a partir de um elemento inicial que sofrerá a ação de outras formas, essas ações podem ser de acréscimos ou subtrações desse objeto primitivo. Nessa representação fica claro o percurso utilizado foi para gerar a forma final. Dessa maneira, qualquer alteração em um dos percursos alterará também o resultado.