Surfaces

Os artigos desta seção, em semelhança à seção Curve and Surface Modeling, terão suas vantagens percebidas pelos designers pela qualidade de seus resultados e não pela manipulação direta pelos mesmos. Eles abordam:

a) Bi-3 C2 Polar Subdivision - um algoritmo mais rápido de suavização da malha por subdivisão das suas faces. O grande diferencial é criar arestas radiais evitando as estrias longitudinais comuns nos processos atuais (Myles & Peters, 2009).

b) Direct Trimming of NURBS Surfaces on the GPU - um método de corte de superfícies do tipo Nurbs com resultados muito mais precisos. Foi adotado o cálculo baseado em GPU (Graphic Processor Unit – o processador das placas de vídeo, especializado em cálculos gráficos de geometria, iluminação e materiais) o que permitiu que as superfícies interdependentes interagissem com velocidade muito superior aos processos de corte atuais, que utilizam as

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CPU (Central Processor Unit - o processador principal do computador, utilizado para finalidades gerais) (Schollmeyer & Fröhlichy, 2009). c) NURBS with Extraordinary Points: High-degree, Non-uniform, Rational

Subdivision Schemes - um método alternativo de gerar uma superfície Nurbs com alto grau de subdivisão, promovendo uma suavização adicional ao custo de processamento um pouco maior que o utilizado em superfícies mais

simples (Cashman, Augsdörfer, Dodgson & Sabin, 2009).

d) Symmetric Tiling of Closed Surfaces: Visualization of Regular Maps - um método de criação de coordenadas de mapeamento regulares e simétricas (Wijk, 2009).

O artigo “a” resolve um problema persistente das soluções existentes no mercado, as estrias longitudinais, gerando uma subdivisão da malha mais de acordo com o que o designer espera ao acioná-la. O artigo de Schollmeyer & Fröhlichy (2009) tem o poder de agilizar muito as operações com Nurbs, uma vez que a sobreposição de operações nesta técnica pode derrubar a eficácia da modelagem pelo tempo de recálculo das relações entre as operações executadas, além de permitir cortes mais próximos dos do desenho construtivo original, garantindo a precisão do projeto. O artigo seguinte é uma maneira alternativa de lidar com superfícies Nurbs com alto grau de subdivisão. É útil justamente por se tratar de objetos computacionalmente pesados. O último artigo avaliado nesta seção pode solucionar alguns dos clássicos problemas de mapeamento de texturas, como o da pirâmide.

2.3.1.7 3D MODELING

Os artigos encontrados descrevem:

a) 3D Modeling with Silhouettes - um método que busca facilitar e agilizar a modelagem de artefatos permitindo que o software crie um objeto a partir do fornecimento das suas silhuetas (em desenho vetorial bidimensional)

projetadas em três vistas principais. Alterações nas linhas das silhuetas provocam alterações imediatas na forma do sólido. Utiliza técnicas boleanas para criar formas internas e um processo de suavização que permite eliminar

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a maioria das falhas do processo de transformação 2D-3D (Rivers, Durand & Igarashi, 2010).

b) A Framework for Modeling 3D Scenes using Pose-free Equations - um processo de modelagem de cenas baseado na aquisição das formas por câmeras fotográficas. O programa monta as fotos, avalia a profundidade dos objetos e reconstrói a cena tridimensionalmente utilizando as próprias

imagens como mapas de textura (Aliaga, Zhang & Boutin, 2010).

c) Apparent Layer Operations for the Manipulation of Deformable Objects - um método de alternar a posição de objetos em relação à visão como quem alterna o arranjo de objetos bidimensionais, ou seja, clicar e informar qual é o objeto que se deseja ter à frente. Sua limitação se dá em relação à

complexidade do objeto, o que aumenta o tempo de cálculo na mesma proporção (Igarashi & Mitani, 2010).

d) Popup: Automatic Paper Architectures from 3D Models - um algoritmo capaz de gerar planificações em papel para a construção de maquetes

arquitetônicas a partir de um modelo tridimensional digital especificado pelo usuário. O resultado tem melhor qualidade quando o modelo apresenta a maioria dos seus planos em posição horizontal ou vertical. Superfícies curvas tendem a ser subdivididas em camadas enquanto superfícies côncavas tendem a ter problemas ou mesmo exclusão da sua parte interna (Li, Shen, Huang et al., 2010).

Uma grande desvantagem do método abordado no primeiro artigo é que, como utiliza apenas a silhueta e não as normas padronizadas de desenho construtivo, é difícil modelar detalhes internos, mesmo assim o método é capaz de modelar uma variedade muito grande de artefatos com rapidez e agilidade e, consequentemente reduzir o tempo de construção dos objetos de uma cena. Já no segundo, a grande rapidez na finalização da cena tem seu preço: os objetos possuem uma quantidade enorme de faces e a ausência de um processo eficiente de suavização deixa a malha com muito “ruído”. De modo geral a imagem possui um bom aspecto, mas em zoom, as bordas são disformes. Fica ainda a dúvida de como a cena reagiria a uma animação de seus elementos. O processo é extremamente útil uma modelagem de pouco tempo, um mock-up digital ou criação de um cenário que ficará desfocado na

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animação, situações onde o designer perde muito tempo modelando elementos que pouco serão vistos, mas que fazem falta se não estiverem presentes. O método descrito no artigo de Igarashi & Mitani (2010) torna bastante prático a manipulação de objetos flexíveis. Os próprios autores utilizam como exemplo no artigo a criação de um nó de gravata. Em outro exemplo apresentam a aplicação com cordas e nós e se percebe a eficiência com que se pode trabalhar. O último artigo desta seção foca um tipo bem específico de maquete e tem boa qualidade apenas em formas

específicas, mesmo assim reduz em horas o trabalho de quem constrói essas maquetes. Essa solução possui um bom potencial. Se os autores resolverem seus problemas pode ser tornar uma boa opção de planificação de produtos

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3 ESTUDOS DE CAMPO

Para atender os objetivos desta pesquisa, é necessário investigar três variáveis principais: a) o software de modelagem tridimensional e suas ferramentas, b) o método de modelagem tridimensional orgânica e c) os resultados obtidos por eles em um processo de prototipagem rápida. Desta maneira, foram desenvolvidos modelos utilizando os métodos de modelagem por polígonos (poly modeling), por linhas (spline modeling) e por Nurbs. Os softwares foram analisados ao longo do processo de modelagem, diretamente nas tarefas exigidas para o cumprimento dos modelos. Dos dois softwares tridimensionais trabalhados, os modelos foram

exportados em formato digital e então processados na máquina de em prototipagem rápida por FDM do Departamento de Design da UFPE.

Os tópicos seguintes apresentarão melhor a metodologia utilizada.