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CAPÍTULO 1
Os instrumentos de desenho na prancheta e no papel
Um material de desenho de boa qualidade poderá durar e manter-se preciso por anos, às vezes uma vida
inteira.
Material básico de desenho para um curso de Desenho Técnico:
lapiseiras 0,3 e 0,7 (sugestão: colocar a unidade - 0,3 e 0,7 mm), com grafite HB: os melhores
grafites (que quebram menos) são da marca Pentel;
compasso de 100 a 150 mm;
esquadros lisos, de acrílico, de 30º e 45º, sem graduação,
com o lado da hipotenusa maior do que 30 cm;
escalímetro (régua graduada de perfil triangular) número 1;
borracha plástica para desenho ou lapiseira-porta-borracha;
100 folhas de papel sulfite (comum) tamanho A4;
fita adesiva transparente ou invisível (opaca).
NÃO USE FITA CREPE.
Aprendendo a usar os esquadros
(veja animação no CD-ROM)
A correta utilização dos esquadros supõe sempre um apoio para o traçado, seja sobre uma régua "T",
uma régua paralela ou sobre outro esquadro. A utilização de um esquadro sobre o outro requer uma
certa prática que, uma vez dominada, irá permitir traçados de perpendiculares, paralelas, ângulos de
45º, 30º, 60º, 90º e seus complementares com precisão e rapidez.
Usando os seus esquadros em conjunto para traçar:
prenda as 4 pontas da folha de papel na prancheta com fita adesiva;
posicione e fixe um dos esquadros por fora da folha, encostando e pressionando suave (sugestão:
colocar vírgula antes do mas) mas firmemente contra a borda do papel;
apoie o outro esquadro sobre o primeiro e trabalhe deslizando um sobre o outro como mostrado
na animação “O uso dos esquadros e os traçados de precisão” no CD-ROM.
todo e qualquer traçado (com raras exceções) deve seguir os dois passos anteriores.
Esse procedimento ajuda a garantir maior precisão e rapidez de traçado do que a utilização dos
esquadros soltos.
E lembre-se: o escalímetro é usado para medir, e não traçar.
Fig. 1 - Veja no CD (item Animações) a animação
“O uso dos esquadros e os traçados de precisão” que contém a imagem acima
Ângulo de 45º
Ângulo de 30º
Ângulo de 90º
Ângulo de 60º
Ângulo de 90º
Ângulo de 45º
Fig. 1 - Escalímetro número 1
2
CAPÍTULO 2
Princípios do desenho técnico ( CD-ROM, “Aula 1” )
A base do desenho técnico é um método de representação por projeções que tem origem na Geometria
Descritiva, criada por Gaspar Monge, séc. XVIII. Essas projeções são desenhos que descrevem os objetos
de uma forma precisa e inequívoca e que, acrescidos de anotações de dimensão, posição, material, etc.,
são os documentos-base para uma vasta gama de atividades humanas como arquitetura, engenharias,
desenho industrial, etc.
Entenda as projeções
Entre os significados do verbo projetar, interessam os seguintes:
pro.je.tar vtd 3 Lançar, fazer cair ou incidir sobre: Os faróis projetam longe os raios luminosos.
Projeta a Lua no lago o seu clarão. vtd 4 Fazer aparecer sobre uma superfície ou um anteparo: Projetar
um filme, uma fotografia etc. vpr 5 Delinear-se, incidir, prolongar-se: "A sombra do campanário
projetava-se sobre a praça.” vtd 6 > Geom Figurar ou representar por meio de projeções: Projetar um
ponto. Projetar uma linha sobre um plano.
Michaelis - Moderno Dicionário da Língua Portuguesa
http://michaelis.uol.com.br/moderno/portugues/index.php?lingua=portugues-portugues&palavra=projetar)
Em desenho, projetar significa representar graficamente – sobre um plano, uma tela, um
anteparo ou papel - uma figura ou um objeto real ou concebido, situado no espaço
tridimensional.
Uma projeção pode ser obtida das seguintes formas:
por projeção de uma "sombra" sobre um plano de projeção além do objeto (fig. 2);
por registro sobre um plano de projeção transparente que está entre o observador e o objeto
(fig.3).
Fig. 2 - no primeiro caso, o plano de projeção
funciona como uma tela que recebe a "sombra" ou
a imagem por meio de "raios" que passam pelo
objeto
Fig. 3 - no segundo caso, o plano de projeção
funciona como um suporte transparente onde é
desenhada ou registrada a imagem do objeto tal
como é vista pelo observador
3
Projeções Cônicas
Quando a fonte de luz que projeta a imagem do objeto está a uma distância finita (Fig.2) o caminho dos
raios luminosos é divergente formando um cone a partir da fonte até plano de projeção. Essa divergência
dá origem ao nome projeção cônica.
No caso da Fig. 2, em que o plano do quadro está além do objeto, o tamanho da imagem projetada
depende da posição do objeto entre a fonte de luz (ponto focal) e o plano: quanto mais próximo o objeto
estiver da fonte, maior a imagem sobre o plano de projeção; quanto mais próximo o objeto do plano de
projeção, menor a imagem.
Da mesma forma, se o observador encontra-se a uma distância finita, os raios de luz refletidos do
objeto convergem para o olho, formando, no seu caminho, uma imagem sobre o plano do quadro (fig. 3
e 4 / 4a) e o tamanho da imagem depende da posição do plano entre o observador e o objeto. Pode-se
dizer que é uma imagem formada por transparência do plano do quadro.
Essa forma de obter a imagem com raios não paralelos é chamada projeção cônica e produz as imagens
perspectivas mais realistas que se pode obter. No entanto, essas imagens não são adequadas para o
desenho técnico porque contém deformações e variam em tamanho dependendo da relação de distância
entre os constituintes da cena, o que dificulta a precisão e a colocação de medidas (cotagem ou
colocação de cotas, isto é, medidas).
Fig. 4 – Plano do quadro próximo do observador
Em ambos os casos - por projeção ou por transparência - o tamanho da imagem depende da posição
relativa entre o plano de projeção (do quadro) em relação ao observador (ou fonte de luz para projeção)
e o objeto. Na Fig. 4, note que o plano do quadro mais próximo do observador resulta numa imagem
menor do que aquela formada com o plano do quadro mais próximo do objeto como na Fig. 4a .
Fig. 4a - Plano do quadro afastado do observador e
próximo do objeto.
4
Projeções ortográficas (também chamadas ortogonais)
Se o observador estiver no infinito (Fig. 5), os raios de luz refletida que atingem seu olho serão paralelos
entre si. Colocando o plano de projeção entre o observador e o objeto, pode-se obter imagens cuja forma
e tamanho independem da distância do objeto em relação ao plano de projeções.
Se o plano de projeções for colocado ortogonalmente (perpendicular em todas as direções) aos raios
refletidos do objeto, as imagens resultantes serão chamadas projeções ortogonais ou projeções
ortográficas. Nessas projeções, as dimensões e proporções da imagem são as mesmas do objeto real e
não variam com a relação de distâncias entre plano de projeção, objeto, observador ou fonte de luz.
Esta técnica de projeção é chamada cilíndrico-ortogonal e é a mais usada em desenho técnico.
O sistema Mongeano de projeções e a Geometria
Descritiva
Gaspar Monge criou um sistema de representação que utiliza dois planos de projeção perpendiculares
entre si (um plano vertical e um horizontal) e projeções ortogonais dos objetos sobre esses planos.
Fig. 7 – projeção vertical ou vista de frente
Os quatro quadrantes definidos pela interseção desses planos no mundo tridimensional são chamados
diedros. Os objetos a ser representados podem estar situados no espaço de qualquer um desses diedros,
mas o observador (ou a fonte dos raios de projeção) está aquém do plano vertical (nos quadrantes do 1º
e 4º diedros) para as vistas de frente e acima do plano horizontal (nos quadrantes do 1º e 2º diedros)
para as vistas de cima.
Observe nas Figs. 7 e 8 que as imagensdo objeto sobre os planos vertical e horizontal (vistas
ortográficas de frente e de cima) no 1º diedro são resultado de projeção sobre eles. No 2º diedro (Fig. 9)
a vista de frente é formada por transparência sobre o plano vertical e a vista de cima é formada por
projeção do objeto sobre o plano horizontal.
Fig.5 - observador no infinito
Fig.8 – projeção horizontal ou vista de cima
Veja a animação 3D interativa das imagens abaixo no CD-ROM
Fig.6 – fonte de projeção no infinito
5
Fig. 9 e Fig. 10 – posição do objeto e suas projeções horizontal (vista de cima) e vertical (vista de frente) no 1º e 2º diedros. No 2º
diedro (Fig. 10), a vista de frente é formada por transparência sobre o plano vertical e a vista de cima é formada por projeção do objeto
sobre o plano horizontal.
Fig. 11 e Fig. 12 – posição do objeto e suas projeções horizontal (vista de cima) e vertical (vista de frente) em cada um dos quatro
diedros. No 3º diedro (Fig.11), ambas as vistas são formadas por transparência sobre os planos de projeção. No 4º diedro (Fig. 12), a
vista de frente é formada por projeção sobre o plano vertical e a vista de cima é formada por transparência sobre o plano horizontal de
projeções.
Obtidas as vistas, Gaspar Monge entendeu que seria necessário planificar o sistema de projeções para
que fosse possível mostrar ordenadamente em um só plano - o do papel - as diferentes faces de um
mesmo sólido. Essa planificação – cujo resultado se chama épura - foi feita articulando os planos na sua
linha de interseção e fazendo o rebatimento de um plano sobre o outro.
Veja no CD-ROM estas e outras imagens dos rebatimentos de
planos da Geometria Mongeana em animações 3D
( item Animações> Aula 1 )
Veja no CD-ROM ( item Animações> Aula 1 ) como é executada e o resultado da
articulação dos planos de projeção em cada diedro
6
Fig. 13 – posição do objeto nos diedros e rebatimento das suas projeções na planificação do sistema mongeano.
Note que no 2º e no 4º diedros ambas as projeções (vistas ortográficas de frente e de cima) coincidem e
confundem-se em função do rebatimento de um plano sobre o outro. Essa coincidência de imagens faz
com que não se use colocar o objeto no 2º ou no 4º diedros.
No sistema Mongeano, a distância resultante entre os desenhos das duas projeções (vistas de frente e de
cima) depende do afastamento do objeto no espaço em relação ao plano vertical de projeções e da cota
(altura) do objeto no espaço em relação ao plano horizontal de projeções (Fig. 14).
No Brasil, a Norma Brasileira NBR – 10067 recomenda que o objeto seja colocado no 1º diedro.
Fig.14 – Elementos do sistema Mongeano.
Objeto no 1º diedro.
Fig. 15 – Épura: desenho resultante das duas projeções do sistema
Mongeano: projeção vertical ou vista de frente e projeção horizontal
ou vista superior.
7
Um objeto colocado no 1º diedro é projetado de tal forma que, em épura, após o rebatimento do plano,
a vista de frente (ou “frontal”) fica representada acima da Linha de Terra e a vista superior ("de cima" ou
"de topo") abaixo da Linha de Terra (Fig. 15).
Para diferenciar as arestas que estão voltadas para a fonte de luz (arestas visíveis) daquelas que estão
escondidas pelas faces do objeto (arestas invisíveis), usa-se desenhar as invisíveis com linhas
tracejadas.
Vistas ortográficas ou ortogonais
Com o desenvolvimento dos métodos de representação, foram adicionados mais planos de projeção
auxiliares no sistema básico da Geometria Descritiva. A adição de um plano vertical, perpendicular aos
dois planos básicos de projeção, forma um triedro, espaço delimitado pelos três planos.
Fig. 16 – um plano auxiliar, perpendicular aos dois planos
básicos de projeção, forma um triedro. Colocado à direita do
objeto no 1º diedro, esse plano recebe a projeção da face
esquerda do objeto, ou seja, a sua vista lateral esquerda.
Portanto: no 1º diedro, a vista lateral esquerda é projetada em um plano
de projeção à direita do objeto e a vista de cima é projetada no plano
horizontal que fica abaixo do objeto.
Girando 180º em torno do eixo vertical o
modelo 3D interativo da fig. 16 contido no
CD-ROM, pode-se simular a colocação do
objeto no 3º diedro e obter, por
transparência, três das suas vistas
ortográficas. Se o objeto for considerado no
3º diedro, a imagem que está no plano
horizontal será a vista inferior, e a vista
lateral esquerda estará situada no plano de
projeção à esquerda do objeto
8
Igualmente, as vistas não podem ser desenhadas em qualquer lugar, independentes
umas das outras. Pela planificação do cubo, elas devem obedecer, obrigatoriamente,
as posições descritas na Norma Brasileira NBR - 10067, pág. 2 - disponível no CD-ROM
(veja fig. 19 abaixo).
Fig. 17 - Para entender a formação de todas as vistas ortográficas - frontal, laterais, superior, inferior e posterior - veja a figura ao lado:
pode-se dizer que o objeto (uma pirâmide de arame) está no centro de um cubo formado por 6 planos de projeção. Veja no CD-ROM
este modelo animado.
Se a pirâmide da Fig. 17 estiver no 1º diedro, as vistas serão obtidas por projeção das suas faces nas
paredes internas do cubo, considerando que ela (pirâmide) está situada entre a fonte de projeção e os
planos de projeção (faces do cubo).
Se a pirâmide estiver no 3º diedro, considera-se que as faces do cubo são planos transparentes e que
estão entre o observador e o objeto. As vistas serão obtidas por transparência sobre elas (as faces do
cubo), ou seja, serão desenhos daquilo que um observador vê, estando situado no infinito.
Fig. 18 - Pela própria construção do sistema de
projeção, existe uma rígida relação de forma,
posicionamento e dimensões entre as vistas
ortográficas de um mesmo objeto e entre o objeto no
espaço e suas projeções (vistas ortográficas).
Se o objeto muda de posição no espaço,
todas as vistas, conseqüentemente
(sugestão: sem trema pela nova
gramática 2009), mudarão a forma e
dimensões.
Pelo que se pode ver na Fig. 18, no desenho em papel, a vista de cima, por exemplo, é,
necessariamente, alinhada na vertical com a vista frontal, de forma que a sua largura é obrigatoriamente
a mesma.
Da mesma forma, as vistas laterais são necessariamente alinhadas na horizontal com a vista frontal, de
forma que as alturas de todos os vértices são as mesmas, e assim por diante.
A NBR - 10067 recomenda que os objetos sejam colocados no 1º diedro e mostra como é feita a
planificação dos planos de projeção. Devido a essa planificação, as vistas têm uma posição definida no
papel ou seja, segundo o desenho abaixo:
9
Fig. 19 - NBR - 10067
• “A" é a vista frontal do objeto;
• "B" é a vista superior;
• "C" é a vista lateral esquerda;
• "D" é a vista lateral direita;
• "E" é a vista inferior;
• "F" é a vista posterior.
Fig.20 - Veja na Aula 1 (item Aulas & Animações do CD-ROM) este modelo
3D interativo e animado que mostra a planificação do cubo que envolve um
objeto
10
As vistas são desenhadas umas em relação às outras por um processo claro e preciso de transferência de
pontos por meio de linhas auxiliares de construção como nos desenhos abaixo (Fig. 21 e 22)
As linhas de construção devem ser finas, claramente diferenciadas das linhas que representam as arestas
dos objetos, as quais devem ser mais marcadas.
Fig. 21– Exemplo de desenho de vistas de um objeto
Desenho: Gabriel Queiróz Silva
Fig. 22– Exemplode desenho de vistas de um objeto
O processo de desenho das vistas ortográficas será abordado em detalhe no
Capítulo 4 e no passo-a-passo visualização_do_objeto.pps presente no
CD-ROM
11
CAPÍTULO 3
O que são perspectivas
Perspectivas são desenhos ou imagens que procuram representar, em duas dimensões, os objetos na sua
tridimensionalidade, como nós os vemos.
Assim como as vistas ortográficas, uma perspectiva é o resultado de uma projeção - cônica ou paralela -,
na qual se posiciona o objeto de forma que a imagem final se aproxime da realidade, normalmente
buscando a maior riqueza de detalhes possível.
Fig. 23 - A seqüência de imagens acima (veja animação na aula de perspectivas do CD-ROM) resulta uma perspectiva pela rotação do
objeto em torno dos eixos coordenados, a partir da vista de frente. A primeira rotação é feita em torno do eixo X e a segunda, em torno
do eixo Y. Note que as arestas paralelas do objeto real continuam paralelas na perspectiva porque foi utilizada a projeção cilíndrica
que tem os raios de projeção paralelos entre si.
As perspectivas podem, então, ser formadas pela mudança de posição do objeto em relação ao
observador ou pela mudança de posição do observador em relação ao objeto.
Elas podem ser cônicas ou paralelas (também chamadas cilíndricas).
A perspectiva cônica (resultado de projeções cônicas) produz a imagem mais real que podemos ter, com
um, dois ou três pontos de fuga1, ou seja, os pontos para onde as retas que contém as arestas
convergem. É dessa forma que nós enxergamos. As perspectivas artísticas geralmente são perspectivas
cônicas.
Perspectiva cônica com um ponto de fuga
1 Ponto de fuga são pontos virtuais no espaço para onde as linhas ou arestas de largura, altura e profundidade dos
objetos parecem convergir.
Fig. 25 – A perspectiva cilíndrica ou paralela resulta de
uma projeção que tem os raios refletidos paralelos entre
si (convergência no infinito. Nesta perspectiva,
considera-se que o observador - e o ponto de fuga -
encontram-se no infinito.
Fig. 24 – A perspectiva cônica resulta de uma projeção
cônica, na qual há uma convergência dos raios refletidos
para um ponto chamado de fuga (nesta figura, o ponto de
fuga é o olho do observador que se encontra a uma
distância finita do objeto).
Para saber mais sobre projeções cônicas e paralelas, veja o Capítulo 2
e as animações e modelos 3D na Aula 1 do CD-ROM
12
Perspectivas cônicas com dois e três pontos de fuga – nestas
perspectivas, as linhas de fuga convergem para pontos de fugas pré-estabelecidos no desenho. Na
perspectiva com dois pontos de fuga, são as linhas de profundidade que vão para esses pontos, enquanto
as alturas se mantém verticais. Na perspectiva com três pontos de fuga, as linhas de altura também
convergem para um ponto de fuga que fica abaixo ou acima do desenho, para pontos de vista (olho do
observador) acima ou abaixo do objeto, respectivamente.
Fig. 27 e Fig. 28 – Imagens das animações que mostram, no CD-ROM, como são desenhadas as perspectivas artísticas com dois e
três pontos de fuga, respectivamente.
Embora as perspectivas artísticas – produzidas por projeções cônicas - resultem em desenhos realísticos,
mais aproximados daquilo que o olho humano vê, não servem para o Desenho Técnico porque contém
deformações perspectivas que dificultam o registro e transmissão das medidas e proporções exatas de
um objeto.
Dependendo do ponto de vista (posição e proximidade do olho do observador em relação ao objeto),
essas deformações são mais ou menos aparentes.
Fig. 29 – Nas perspectivas artísticas – neste caso, com três pontos de fuga – quanto mais próximo estiver o olho do observador, maior
será a deformação perspectiva. A figura mostra o mesmo objeto visto de diferentes distâncias: muito próximo (imagem esquerda),
próximo e média distância (imagem direita).
As projeções cilíndricas – ou paralelas – usadas em Desenho Técnico produzem perspectivas que são
facilmente desenhadas e mantém uma relação precisa nas medidas de altura, largura e profundidade.
Fig. 30 – As perspectivas Cavaleira e Isométrica usadas em Desenho Técnico resultam de projeções paralelas que não contém
deformações nas relações de largura, altura e profundidade. A rigor pode-se dizer que seus Pontos de Fuga estão no infinito.
Fig. 26 - Na perspectiva desenhada com um ponto de fuga, as linhas de
profundidade convergem (fogem) para um ponto que representa a posição do olho
do observador nos eixos X e Y. Veja uma animação de como desenhar esta
perspectiva no CD-ROM.
Pode-se dizer que a perspectiva Cavaleira é uma perspectiva com um ponto de fuga localizado no
infinito. Da mesma forma, a perspectiva Isométrica é desenhada como uma perspectiva com três
pontos de fuga também localizados no infinito.
13
Tipos de perspectivas
As perspectivas podem ser produto de projeções cônicas ou cilíndricas (também chamadas paralelas).
Projeção
cônica
Usadas para
desenhos
artísticos ou
ilustrativos.
Observador ou
fonte de projeção
a uma distância
finita.
Arestas dos eixos de largura, altura e profundidade
convergentes, entre si, para pontos de fuga que se situam a
uma distância finita.
Dependendo da projeção, podem ter um, dois ou três
pontos de fuga (veja as animações no CD)
Quanto mais próximos estiverem observador ou centro de
projeção, mais próximos se situam os pontos de fuga e,
portanto, maior a deformação perspectiva.
Projeção
cilíndrica ou
paralela
Observador ou
fonte de projeção
no infinito
Oblíqua
Projeção oblíqua
em relação ao
plano do quadro
Cavaleira
Eixo das larguras
horizontal; eixo
das alturas
vertical; eixo da
profundidade a
30º, 45º ou 60º
com a horizontal.
Neste livro
usamos uma
inclinação de 45º
com a horizontal.
Geralmente é
desenhada a partir
de uma das vistas
ortográficas do
objeto.
Arestas dos eixos
de largura, altura
e profundidade
paralelas entre si.
Linhas de
profundidade a
30º, 45º ou 60º
com a horizontal
(ponto de fuga no
infinito).
As medidas de
profundidade
sofrem uma
redução, cujo
valor depende da
inclinação das
linhas de
profundidade: são
desenhadas com
1/3, 50%
(sugestão: colocar
1/2) ou 2/3 da
medida real,
respectivamente,
para as
inclinações de
30º, 45º e 60º, na
escala escolhida.
As larguras e
alturas
permanecem em
verdadeira
grandeza, ou seja,
são desenhadas
com as medidas
reais, na escala
escolhida.
X
Y
Z
14
Projeção
cilíndrica ou
paralela
Observador ou
fonte de projeção
no infinito
Axonométrica
(medida ao longo
dos eixos)
ortogonal.
Projeção ortogonal
em relação ao
plano do quadro
Isométrica
Os eixos X, Y e Z
mantém uma
distância angular
de 120º entre si,
o que equivale a
que, como o eixo
das alturas (Y) é
vertical, os outros
dois fazem 30º
com a horizontal.
Veja animação no
CD ou no site
Arestas dos eixos
de largura, altura
e profundidade
paralelos entre si.
Pontos de fuga no
infinito.
As larguras,
alturas e
profundidades são
desenhadas com
as medidas reais
(na escala
escolhida) nas
direções dos
eixos.
Dimétrica
O eixo Y é vertical
e dois dos eixosmantém
distâncias
angulares iguais.
Trimétrica
O eixo Y é vertical
e nenhum dos
eixos mantém
distâncias
angulares iguais.
As projeções cônicas produzem as perspectivas mais aproximadas daquilo que o olho humano vê (com 1,
2 ou 3 pontos de fuga) e são utilizadas geralmente no desenho artístico ou ilustrativo. As projeções
cilíndricas – ou paralelas – produzem perspectivas que são facilmente desenhadas e mantém uma relação
precisa nas medidas de altura, largura e profundidade (Fig. 31).
Perspectiva Cavaleira Perspectiva Isométrica Três perspectivas artísticas com três pontos de fuga
Fig. 31 – As duas perspectivas mais usadas em Desenho Técnico (Cavaleira e Isométrica) e três imagens perspectivas com três
pontos de fuga.
120º 120º
30º 30º
15
Fig. 32 - A perspectiva Isométrica (medidas iguais sobre os eixos) é desenhada sobre um sistema de eixos que mantém, no papel, uma
distância de 120º entre si. Esses eixos podem ser desenhados de diferentes formas, desde que mantenham a inclinação.
Fig. 33 – Em qualquer dos tipos de perspectiva, a origem do sistema de eixos pode estar em qualquer lugar mas, preferencialmente,
em um dos vértices do objeto.
A construção de uma perspectiva Isométrica é feita pelo lançamento das medidas exatas de largura, altura e
profundidade sobre o sistema de eixos XYZ ou linhas paralelas a eles.
A construção de uma perspectiva Cavaleira parte de uma das vistas ortográficas do objeto (normalmente a vista de
frente). As medidas de profundidade são lançadas com um fator de redução, a 30º, 45º ou 60º com a horizontal, em
linhas paralelas entre si. Este livro adota a inclinação de 45º, com redução de 50% da medida real de profundidade.
Fig.34 – Algumas origens do sistema de eixos na perspectiva isométrica
16
Vista ortográfica Projeção oblíqua Perspectiva Cavaleira
sem redução na
profundidade (não
Perspectiva Cavaleira
com profundidade
reduzida em 1/3
Perspectiva Cavaleira
com profundidade
reduzida em 50%
Vista ortográfica
Projeção oblíqua Perspectiva Cavaleira
sem redução na
profundidade
Perspectiva Cavaleira
com profundidade
reduzida em 1/3
Perspectiva Cavaleira
com profundidade
reduzida em 50%
Fig.36 – Perspectivas Cavaleiras e suas reduções
Fig.37– Perspectivas Cavaleiras e suas reduções
Fig.35 – A perspectiva Cavaleira é desenhada sobre um sistema de eixos que tem, no papel, o eixo de profundidade (eixo Z) inclinado a 30º,
45º ou 60º com a horizontal. Esses eixos podem ser desenhados de diferentes formas, desde que mantenham a inclinação do eixo Z.
Este livro adota a inclinação de 45º, com redução de 50% da medida de profundidade
17
Fig. 38 – Diferentes aplicações das perspectivas técnicas
Perspectiva isométrica
Fonte: NASA
Perspectiva Axonométrica
Fonte: NASA
Perspectiva cavaleira
Fonte: http://www.guiadomarceneiro.com
Veja os passo-a-passos Desenhando uma perspectiva isométrica e Como
desenhar uma perspectiva cavaleira no item Apoio Didático no CD-ROM
Fig. 39 –
Épura:
desenho
resultante das
duas projeções
do sistema
Mongeano:
projeção
vertical ou vista
de frente e
projeção
horizontal ou
vista superior.
O
processo
de
desenho
das
vistas
ortográfi
cas será
abordado
em
detalhe
no
Capítulo
4 e no
passo-a-
passo
visualiz
ação_do
_objeto.
pps
presente
no CD-
ROM
Fig.40 - Veja
em Aulas &
Animações do
CD – Aula 1 -
este modelo 3D
interativo e
animado que
mostra esta
planificação do
cubo que
envolve um
objeto
Igualment
e, as vistas
não podem
ser
desenhada
s em
qualquer
lugar,
independe
ntes umas
das outras.
Pela
planificaçã
o do cubo,
elas
devem
obedecer,
obrigatoria
mente, as
posições
descritas
na Norma
Brasileira
NBR -
10067,
pág. 2 -
disponível
no CD
(veja fig.
19
abaixo).
Portanto
: no 1º
diedro, a
vista
lateral
esquerd
a é
projetad
a em um
plano de
projeção
à direita
do
objeto e
a vista
de cima
é
projetad
a no
plano
horizont
al que
fica
abaixo
do
objeto.
Girando
180º em
torno do
eixo vertical
o modelo
3D da fig.
16 contido
no CD,
pode-se
simular a
colocação
do objeto
no 3º diedro
e obter, por
transparênci
a, três das
suas vistas
ortográficas
. Se o
objeto for
considerado
no 3º
diedro, a
imagem que
está no
plano
horizontal
será a vista
inferior, e a
vista lateral
esquerda
estará
situada no
plano de
projeção à
esquerda do
objeto
Fig.41 –
Elementos do
sistema
Mongeano.
Objeto no 1º
diedro.
No Brasil, a
Norma
Brasileira
NBR –
10067
recomenda
que o
objeto seja
colocado no
1º diedro.
Veja no CD
ou no site
( item
Animações
> Aula 1 )
como é
executada
e o
resultado
da
articulação
dos planos
de
projeção
em cada
diedro
Fig. 4a - Plano
do quadro
afastado do
observador e
próximo do
objeto.
Veja no
site ou
CD
estas e
outras
imagens
dos
rebatim
entos
de
planos
da
Geomet
ria
Mongea
na em
animaçõ
es 3D
( item
Animaç
ões>
Aula 1 )
Fig.42 –
projeção
horizontal ou
vista de cima
Veja a
animaçã
o 3D das
imagens
abaixo
no site
ou CD
Fig.43 -
observador no
infinito
Fig.44 – fonte
de projeção no
infinito
Fig.45 -
Veja no CD
(item
Animações)
a animação
“O uso dos
esquadros
e os
traçados de
precisão”
que contém
a imagem
acima
E lembre-
se: o
escalímetro
é usado
para medir,
e não
traçar.
Fig. 46 – a vista
superior já
rotacionada em
torno da aresta
AB (ou eixo Y)
foi deslocada
para longe dos
desenhos
originais para
evitar a
confusão de
traçados. Para
encontrar a
nova vista de
frente
rotacionada,
basta puxar e
cruzar linhas de
chamada de
todos os
vértices de
duas vistas –
neste caso, a
frontal e a
superior.
18
CAPÍTULO 4
A prática do desenho técnico
A prática do desenho técnico envolve uma série de técnicas, regras e processos de desenho que, neste
livro terão a seguinte seqüência (sugestão: sem trema segundo a nova gramática 2009), mescladas com
técnicas e processos em computador:
• desenho de uma perspectiva exata pela plotagem das coordenadas dos vértices de um objeto sobre
um sistema de eixos cartesianos desenhado no papel;
• desenho manual, com instrumentos, das vistas ortográficas do objeto representado pela perspectiva;
• desenho manual de uma perspectiva do objeto a partir de suas vistas ortográficas;
• processos auxiliares da visualização e de seu desenvolvimento: cortes;
• plotagem das mesmas coordenadas em um sistema CAD, o que resulta um modelo 3D;
• introdução à visualização do modelo 3D em suas várias vistas ortográficas e possibilidades
perspectivas em computador;
• introdução à modelagem 3D
Essa sequência de aprendizado serve de introdução aos processos do desenho técnico e ao entendimento
das bases dos sistemas gráficos 2D e 3D em computador.
Desenho de uma perspectiva, conhecendo as
coordenadas dos vértices de um objeto
Este é um importante exercício introdutório ao desenho técnico e à visualização. Neste processo, a
imagem perspectiva obtida pela plotagem no papelé idêntica à imagem obtida do modelo 3D em um
CAD com os mesmos parâmetros de projeção.
Veja o desenho e a plotagem de um paralelepípedo e do mesmo objeto em CAD no Capítulo 7
Execute o arquivo coordenadas.pps no CD para ver um passo-a-passo do processo de desenho de uma perspectiva
a partir das coordenadas dos vértices de um objeto – a figura acima mostra a primeira página da apresentação.
Fig.47 – Tela inicial do passo-a-passo coordenadas.pps presente no CD-ROM
19
Como lançar as coordenadas de um ponto
O arquivo coordenadas.pps no CD exibe um passo-a-passo do processo de desenho de uma
perspectiva por lançamento - ou plotagem - de coordenadas sobre um sistema de eixos
cartesianos desenhado no papel.
Fig. 50 – Tela do passo-a-passo coordenadas.pps contido no CD-ROM, que detalha o processo de desenho de uma perspectiva
exata por lançamento ou plotagem de coordenadas de um poliedro sobre um sistema de eixos cartesianos desenhado no papel.
Fig.48 - É importante lembrar que o desenho dos eixos desta
figura é uma simplificação do triedro formado pelos planos
definidos pelos eixos X, Y e Z (planos XY, YZ e XZ).
Fig.49 - Com a grade, vê-se mais claramente o triedro e o ponto A
(2; 3; 0) pertencendo ao plano XY.
A yz e A xz são as projeções do ponto A nos planos YZ e XZ,
respectivamente.
20
A prática do lançamento de coordenadas em um
sistema cartesiano no papel
Dadas as coordenadas de vértices e definição de faces abaixo, desenhar uma perspectiva ISOMÉTRICA exata
do objeto. O eixo Y recebe as alturas e o eixo Z positivo fica para a frente e para a esquerda.
VÉRTICES
A (0;0;0) D (0;8;0) G (6;8;2) J (4;0;3) M (4;0;5) P (4;3;5) S (2;2;6)
B (6;0;0) E (0;6;2) H (0;8;2) K (4;5;3) N (6;0;5) Q (0;0;6) T (0;2;6)
C (6;8;0) F (6;6;2) I (2;0;3) L (2;5;3) O (6;3;5) R (2;0;6)
FACES
ABCD, EFGH, IJKL, MNOP, QRST
ABNMJIRQ, DCGH
BCGFON, ADHETQ, ILSR, JKPM
Fig. 52 - Experimente ligar agora os
vértices de acordo com a tabela de faces
abaixo para ver o objeto resultante.
FACES
ABCD, EFGH, IJKL, MNOP, QRST, ABNMJIRQ,
DCGH, BCGFON, ADHETQ, ILSR, JKPM
ATENÇÃO: Note que os pontos M, I, P e L parecem pertencer a uma mesma aresta, uma vez que resultam sobre a mesma linha
vertical. Essa é uma ilusão visual provocada pela posição do observador: As arestas MP e IL estão em posições diferentes no espaço
- como pode-se (sugestão: o como atrai o se, se pode) ver pelas coordenadas dos vértices – mas sobrepõem-se visualmente, uma na
frente da outra, no desenho.
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
A (0;0;0)
B (6;0;0)
C (6;8;0)
D (0;8;0)
E (0;6;2)
F (6;6;2)
G (6;8;2)
H (0;8;2)
I (2;0;3)
J (4;0;3)
K (4;5;3)
L (2;5;3)
M (4;0;5)
N (6;0;5)
O (6;3;5)
P (4;3;5)
Q (0;0;6)
R (2;0;6)
S (2;2;6)
T (0;2;6)
Fig.51 - Plotando os pontos sobre os eixos desenhados no papel, obtêm-se
(sugestão: não se acentua conforme a nova gramática 2009) a posição dos
vértices do objeto. Unindo os vértices de acordo com a tabela de arestas ou
faces, obtêm-se (sugestão: não se acentua conforme a nova gramática
2009) uma visão perspectiva de um modelo “aramado” do objeto (Fig. 44 e
45)
21
O próximo passo é verificar a visibilidade do objeto, ou seja, determinar quais arestas são visíveis, quais
são ocultas, ou ditas invisíveis. Caso seja necessário mostrar as arestas ou trechos de arestas invisíveis
usa-se representá-las com linhas tracejadas (Fig. 46 e 47).
Fig.53 - Unindo os vértices de acordo com a tabela de arestas ou
faces, obtêm-se (sugestão: não se acentua conforme a nova gramática
2009) uma visão perspectiva de um modelo “aramado” do objeto.
Fig.54 - O próximo passo é verificar a visibilidade do objeto, ou
seja, determinar quais arestas são visíveis, quais são ocultas, ou
ditas invisíveis. As arestas invisíveis são representadas com
linhas tracejadas
Fig.55 – Verificada a visibilidade, o objeto pode ser mostrado
com suas linhas invisíveis ou como um sólido, como na figura 48.
Fig.56 – Objeto representado como sólido, sem os eixos e as
arestas invisíveis tracejadas.
22
Exercício de plotagem
Dadas as coordenadas de vértices e arestas abaixo, desenhar uma perspectiva ISOMÉTRICA exata do objeto.
O eixo Y recebe as alturas e o eixo Z positivo fica para a frente e para a esquerda.
VÉRTICES
A (0; 0; 0) G (8; 0; 6) M (8; 3; 2) S (4; 2; 6)
B (8; 0; 0) H (0; 0; 6) N (6; 3; 2) T (2; 2; 6)
C (8; 0; 2) I (2; 2; 0) O (6; 3; 4) U (2; 4; 6)
D (6; 0; 2) J (4; 2; 0) P (8; 3; 4) V (0; 4; 6)
E (6; 0; 4) K (6; 3; 0) Q (8; 3; 6) W (0; 7; 0)
F (8; 0; 4) L (8; 3; 0) R (6; 3; 6) X (2; 7; 0)
ARESTAS
AB, BC, CD, DE, EF, FG, GH, HA
IJ, JK, KL, LM, MN, NO, OP, PQ, QR, RS, ST, TU, UV, VW, WX, XI
XU, IT, JS, KN, OR
WA, LB, MC, ND, OE, PF, QG, VH
Exemplo de descrição de um sólido
A figura abaixo mostra um poliedro descrito por meio de coordenadas de alguns de seus vértices e por
medidas mostradas em um sistema de grade de referência.
Fig.57 – Resultado da plotagem
Fig.58 – Exemplos de coordenadas dos
vértices de um sólido.
O sólido pode ser descrito pelo
conjunto de coordenadas de todos os
seus vértices e desenhado em
perspectiva pela plotagem em um
sistema cartesiano no papel.
(0; 6; 0)
(2; ... ; ... )
(4; ... ; 6)
(6; 0; 6) (0; 0; 6)
X Z
Y
Veja na página 28 a proposta de
um exercício com este objeto
23
O desenho e a interpretação das vistas
ortográficas
As vistas ortográficas são representações que mostram o objeto como é visto de frente, de lado, de cima,
etc. em projeção cilíndrica, e ortogonal aos planos de projeção, de acordo com a teoria das projeções da
Geometria Descritiva discutida no Capítulo 2.
Essas vistas são desenhadas usando as regras do desenho técnico – conforme a norma da ABNT - que
resultam da planificação de um cubo cujas faces recebem as projeções do objeto (Fig. 52 e animações do
CD-ROM).
Fig.60 – A norma técnica da ABNT recomenda que se utilize o
primeiro diedro para projeção. Desta forma, as vistas resultam
da planificação de um cubo cujas faces recebem as projeções
do objeto.
Fig.59 – Perspectiva isométrica do objeto a ser representado
pelas vistas ortográficas.
Fig.61 – pela própria construção do sistema e planificação do cubo
no processo de projeção, as vistas resultam, obrigatoriamente,
eqüidistantes (sugestão: sem trema segundo a nova gramática
2009) umas das outras, na forma de uma cruz deitada, com a vista
de frente ao centro. A disposição das vistas na figura corresponde
ao objeto colocado no 1º diedro.
24
O processo de desenho das vistas ortográficas
A maior parte dos desenhos de objetos e peças exige apenas três ou quatro vistas para que o objeto
possa ser completa e corretamente
descrito.
Para obter as vistas da forma correta,
nas posições corretas, usa-se um
processo de localização e transferência
da posição dos vértices de uma vista
para outra como nas Fig. 56a e 56b.
Em alguns casos, pode-se desenhar
cada uma das vistas completaspara
depois passar para a outra. Em outros
casos (veja o exercício adiante e os
passo-a-passos de desenho de vistas
do CD), é necessário trabalhar em
todas as vistas simultaneamente para
conseguir completar o desenho.
Fig. 64a e 56b – As três vistas, de frente, lateral esquerda e superior foram desenhadas usando técnicas equivalentes de localização e
transferência dos vértices, com emprego de linhas de transferência a 45º. No caso da Fig. 56b, as linhas a 45º podem ser substituídas
por arcos de circunferência com centro no ponto O.
Nestes desenhos ilustrativos não foram desenhadas as janelas e porta nas vistas onde elas são invisíveis, ou seja, onde deveriam
aparecer como linhas tracejadas. Nos desenhos de vistas “reais”, as arestas invisíveis devem aparecer como linhas tracejadas.
Fig.62 - É importante notar que os objetos são
posicionados no sistema triédrico ou no cubo
preferencialmente de forma que suas faces
fiquem paralelas aos planos de projeção.
Este posicionamento visa que as faces sejam
projetadas em verdadeira grandeza, ou seja,
sem alterações nas suas medidas em função de
inclinações.
Na imagem à direita, o objeto foi colocado
inclinado em relação ao plano vertical de
projeções. Note-se que, na vista de frente, as
faces inclinadas mostram-se reduzidas em
relação ao seu tamanho real (verdadeira
grandeza da imagem à esquerda).
Fig.63
25
Fig. 65 – Primeiro slide (sugestão: colocar em itálico, pois a palavra é de origem inglesa) do passo-a-passo sobre desenho de vistas no
CD.
Fig. 66 - As posições de vértices podem ser encontradas relacionando o objeto com um
paralelepípedo envolvente.
Desenhando as vistas ortográficas
Alguns dos exercícios mais interessantes de desenho técnico básico podem ser formulados descrevendo a
formação de um objeto por cortes com e em planos inclinados. Não se trata aqui de exercícios de cortes
(veja o Capítulo 5), mas do entendimento de como um objeto foi gerado, da criação de arestas pela
interseção de planos ou da definição de faces em rampas apenas pela sua inclinação.
Este tipo de problema e objetos é dos que mais demandam conhecimento e entendimento do processo de
desenho das vistas.
26
• A primeira operação foi um corte feito a 45º com a vertical, ao longo e até a metade do comprimento
da aresta KK (ponto I), o que determinou a aresta EH (não importa saber a altura dos vértices E e H,
eles são produto do corte e são encontrados por meio do desenho). Um corte vertical entre I e H, define
o ponto O, cria a aresta IH e a primeira face inclinada IHEK (Fig. 60), e completa a operação de definição
do primeiro volume a ser retirado (Fig. 59)
• a segunda operação foi um corte por um plano inclinado que contém a aresta IO e passou pelo ponto
G (na metade da aresta KD). O plano de corte é perpendicular ao plano de projeção YZ e produziu uma
aresta GF, paralela a IO e a DC (Fig. 60). Essa operação resultou no sólido da Fig. 61 ;
• a terceira operação foi um corte inclinado entre os vértices I, J e H (Fig. 61) que retirou uma
pirâmide que tinha o vértice O como seu ápice (Fig. 61 e 62).
Atenção: a grade é horizontal e, portanto, só contém as medidas da base, 4 x 8 cm.
A sequência de operações a seguir deu origem a um objeto, partindo de um bloco paralelepípedo de 4 x 5 x 8 cm
(largura x altura x profundidade). Leia a descrição, e veja o enunciado do exercício ao pé da página.
Exercício criado com base em sólido do livro Manual Básico de Desenho Técnico, 2ª ed. Speck & Peixoto, Editora da UFSC, 2001.
45º
K
K
E
H
I
K
I
D
G
F
I
G
F
C
O O
O
H
H
H
J J
I
vista frontal
EXERCÍCIO
Tendo por base a descrição de operações acima, desenhe as vistas de frente, lateral esquerda e
superior do objeto final.
Fig.67 Fig.68
Fig.69 Fig.70
E
27
Fig. 71 – começando pela vista de frente: com os
dados fornecidos, pode-se traçar apenas o contorno
do objeto
Fig. 72 – também não é possível completar a vista
superior, somente com os dados fornecidos
Fig. 73 – a partir das vistas frontal e superior,
pode-se traçar a vista lateral esquerda completa
Fig. 74 – a partir do desenho completo da vista
lateral esquerda, pode-se trazer as posições dos
vértices ausentes para as outras vistas.
Fig. 75 - Resultado: as três vistas vistas ortográficas
Acompanhe o desenvolvimento do desenho
28
A interpretação das vistas ortográficas: desenhando
perspectivas
Mais do que o desenho, a interpretação das vistas ortográficas para o desenho de perspectivas é uma
atividade que exige uma série de conhecimentos e habilidades:
• conhecimento e entendimento do processo de desenho de vistas;
• entendimento do processo de projeções ortográficas;
• conhecimento e habilidade na técnica de desenho das perspectivas;
• conhecimento das normas do desenho técnico;
• capacidade de abstração e;
• capacidade de visualização.
Não há uma forma correta (sugestão: retirar o itálico) de ler e interpretar as vistas ortográficas. Cada
indivíduo tem um processo de raciocínio e visualização diferente, mas a demanda da capacidade de
abstração e visualização é grande.
Uma das formas menos abstratas de auxílio à interpretação das vistas ortográficas é por meio do
desenho – em perspectiva - de cada uma das vistas nas faces de um paralelepípedo que envolve o objeto
a ser visualizado (Fig. 68).
Exemplo: Fig. 76 - dadas as vistas de um
objeto, desenhar uma perspectiva
isométrica, sem as arestas invisíveis.
Com essa montagem inicial do objeto, pode-se verificar, por exclusão, algumas características da sua
estrutura geométrica:
• quais - entre as figuras geométricas que representam as faces – pertencem aos planos das faces dos
paralelepípedos, ou seja, são faces externas do objeto final;
• quais das figuras geométricas representam faces recuadas;
• quais representam faces inclinadas;
• qual a posição real dessas faces recuadas e inclinadas;
• onde cada par de faces se encontra para formar vértices e arestas.
29
Para deixar mais clara a leitura, ao longo dos anos ficou provado que é preciso lembrar alguns aspectos fundamentais e
aparentemente óbvios do desenho técnico e da geometria:
• para efeito dessa leitura, em desenho técnico básico, as vistas e perspectivas mostram os objetos somente através de linhas
que representam suas arestas;
• por consequência, toda linha presente nas vistas e perspectivas – com exceção das linhas de construção ou indicativas de
corte, simetria, etc. - é a representação de uma aresta.
Onde há uma linha no desenho, há uma aresta no objeto;
• uma aresta só existe na interseção de dois planos, ou, nos sólidos, no encontro de duas faces adjacentes e não coplanares;
• no término de uma face sempre há outra face e, consequentemente, uma aresta;
• nos sólidos, um vértice existe no encontro de três ou mais arestas;
• como consequência, todo encontro de três ou mais arestas forma um vértice;
• em desenho técnico, trabalhamos com objetos reais, sólidos; não existem aqui faces sem espessura, que terminam em
arestas sem uma outra face em continuação. Toda aresta é produto do encontro de duas faces e, portanto, implica uma face em
continuação.
30
Exercícios:
1. Dada a perspectiva abaixo, desenhe as vistas de frente, superior e as duas laterais, considerando a
FRENTE 1 do objeto, e encontradas as medidas dos vértices faltantes, uma perspectiva Cavaleira . (os
módulos maiores da grade valem 1 cm).
2. Como continuaçãodo exercício, desenhe uma perspectiva Isométrica e outro conjunto de vistas, agora
considerando a FRENTE 2.
Fig. 77 – vistas ortográficas Fig. 78 – vistas desenhadas nas faces de um
paralelepípedo envolvente do objeto
Fig. 79 – perspectiva isométrica
Veja em Aulas & animações no CD um passo-a-passo para a visualização da montagem da Fig. 62 e
conseqüente desenho da perspectiva da Fig. 63.
(0; 6; 0)
(2; ---; ---)
(4; ---; 6)
(6; 0; 6) (0; 0; 6)
X Z
Y
FRENTE
2
FRENTE
1
Atenção: todas as medidas e
vértices faltantes são encontrados
pela transferência de pontos no
processo de desenho.
NADA DEVE SER CALCULADO
31
CAPÍTULO 5
Cortes e representações de cortes
Fig. 80 – vistas de uma vagoneta, com a inclusão de um corte (AA) que mostra a estrutura dos eixos, assentos, etc.
(http://www2.arts.ubc.ca/TheatreDesign/crslib/drft_1/pencil/wag1a.htm)
Cortes são os nomes genéricos usados para vistas ortográficas de objetos dos quais é retirada uma parte
em função de um corte (secção (sugestão: pela nova gramática 2009, deve-se tirar o “c”) ou seção) por
um plano. Uma planta-baixa, por exemplo, é o resultado do corte de uma edificação por um plano
horizontal.
Fig.81 – Corte de uma edificação por um
plano horizontal, o que resulta na chamada
planta-baixa
32
Os cortes são, portanto, operações geométricas normalmente utilizadas para mostrar aspectos internos ou
características estruturais ou de composição não visíveis do objeto de estudo, como, por exemplo:
• perfil de relevo, características ou composição das
camadas geológicas de um terreno;
• mecanismos, estruturas ou montagem de
dispositivos, instrumentos, máquinas, motores, etc.;
• estruturas de edificações;
• características geométricas de objetos;
• formação ou estrutura vegetal ou biológica;
estrutura óssea;
• etc.
Fig. 84 – Seções do corpo humano em uma
tomografia computadorizada. Cada uma das
quatro imagens à esquerda corresponde a uma
fatia horizontal, na altura marcada pela linha
horizontal na radiografia.
Fig.82 – corte perspectivado de
um módulo espacial.
Fonte: NASA
Fig.83 - Corte de um terreno em profundidade, mostrando o percurso
do abastecimento subterrâneo de água. Fonte: SmartDraw.
Pode-se fazer analogia dos contornos fechados dessas fatias com as curvas de nível de uma elevação
ou depressão em topografia. As linhas que definem os níveis também são cortes em diferentes alturas
produzidos por planos horizontais. Fonte das imagens: Clínica Villas Boas, Brasília.
33
O cortes são normalmente executados com a utilização
de planos verticais ou horizontais que seccionam
(sugestão: pela nova gramática 2009, deve-se tirar o
“c”) os objetos no seu todo ou em parte. Cortes
parciais que mostram parte do objeto ou peça cortada
e parte inteira chamam-se meios-cortes (veja
animações e um passo-a-passo no CD)
Fig. 85 – esta imagem de um sistema gerador fictício mostra
determinados componentes cortados, outros não.
Fig. 86 – meio-corte de uma tubulação.
Fonte: http://www.ider.herts.ac.uk/school/courseware/graphics/engineering_drawing/types_of_sectioning.html
Retirada(s) a(s) parte(s) que não interessa(m) mostrar, o resultado do corte é um desenho que contém uma
ou mais faces planas chamadas seções de corte.
Fig. 87 – imagens de algumas das animações e modelos 3D relativos a cortes no CD
34
Determinação dos cortes
Para os exercícios deste livro e do CD utilizamos apenas sólidos simples cuja seção de corte costuma ser
uma única face plana.
Essa face é definida pelas arestas resultantes do corte (interseção do plano de corte com as faces originais
do objeto) que, por sua vez, são definidas por vértices nas suas extremidades.
Fig. 88 – objeto a ser cortado por um
plano de corte vetical.
Fig. 89 – no item Aulas e animações do CD, veja um
passo-a-passo do processo de corte nas vistas e na
perspectiva, simultaneamente.
Fig. 90 – Resultado do corte
em perspectiva.
ATENÇÃO
Em desenho técnico costuma-se fazer a distinção entre os desenhos que são chamados genericamente
CORTES e os desenhos chamados SEÇÃO DE CORTE.
Um CORTE é uma vista ortográfica de frente para a nova face chamada “Seção de corte”, incluindo as
partes do objeto que se encontram adiante do plano de corte. A SEÇÃO DE CORTE é um desenho da
mesma vista ortográfica de frente para a nova face, SEM incluir o restante do objeto, ou seja, mostra-se
somente a(s) face(s) resultante(s) do corte.
(desenho de um corte e de uma seção de corte do mesmo objeto)
Cortes em edificações
O corte de uma edificação por um plano horizontal na altura de 1,50 m tem um nome próprio: planta-
baixa.
Cortes da edificação por planos verticais (normalmente paralelos a uma parede), são chamados
simplesmente de CORTE. Os cortes mais comuns nas edificações são os transversais (na direção da
largura ou menor medida) e longitudinais (na direção do comprimento, ou maior medida).
Fig. 91 – um corte de uma edificação por um plano
horizontal na altura de 1,50 m
leva o nome de planta-baixa. No
caso desta imagem, o plano
passando mais acima produziu
uma planta-alta, menos usada do
que a planta-baixa.
Fig. 92a e 84b – planos verticais
produzem cortes chamados tranversais
(sugestão: faltou o “s”) (na largura) e
longitudinais (ao longo do comprimento)
de uma edificação.
A determinação da face resultante (seção de corte) é, portanto, essencialmente, a determinação desses
vértices que são os pontos de interseção do plano de corte com as arestas originais do objeto.
35
CAPÍTULO 6
Rotação
Rotação é um método derivado da Geometria Descritiva que serve para encontrar vistas ortográficas
auxiliares não padronizadas, além das seis vistas clássicas do Desenho Técnico.
Fig. 93 - As imagens acima fazem parte de uma animação presente no CD-ROM (item Aulas & Animações > Perspectivas) que mostra
a transformação de uma vista ortográfica de frente em uma perspectiva por meio da rotação do objeto - primeiro para a frente, em torno
do eixo X e, a seguir, no sentido horário, em torno do eixo Y. Note que as arestas paralelas dos cubinhos continuam paralelas entre si
nas três etapas da rotação porque foi utilizada a projeção cilíndrica que tem os raios de projeção paralelos entre si.
Neste livro, o método da Geometria Descritiva foi adaptado e simplificada para uma melhor visualização
do processo de rotação de um objeto em torno de um ponto ou uma aresta qualquer, tendo por base um
dos eixos coordenados.
O exercício da rotação
Veja o objeto sólido representado pela perspectiva e pelas vistas abaixo. A seta e as vistas deixam claro
o ponto de vista na frente do poliedro, e considera-se que o eixo Y é coincidente com a aresta AB.
Fig. 94 - Veja um passo-a-passo com este objeto no item Aulas & Animações do CD-ROM
Se o objeto girar – ou for rotacionado – 30º no sentido horário em torno da aresta AB (Fig. 87):
a sua vista superior sofrerá um giro equivalente, na horizontal, sem mudar de forma,
proporções ou dimensões. A Fig. 87 mostra, em negrito, a vista superior rotacionada
horizontalmente em torno da aresta AB – ou eixo Y;
V.F.
A=B
A A
B B
A
Y
36
as vistas de frente e lateral sofrerão uma mudança de forma, proporções e medidas nas
dimensões horizontaise inclinadas, mas não nas alturas.
Para facilitar o entendimento, a Fig. 88 mostra, em negrito, a vista superior rotacionada, (sem mudança
de forma, proporções ou dimensões ) e a vista de frente resultante da rotação.
No método da Geometria Descritiva, os traçados da rotação são executados sobre os desenhos originais,
como nas figuras 87 e 88. Para poliedros mais complexos, se os desenhos não forem executadas
(sugestão: executados) com espessuras bem diferenciadas como nas figuras acima, essa prática resulta
em um amontoado de linhas que pode confundir o leitor ou mesmo o desenhista.
A adaptação deste livro procura simplificar e limpar o método, deslocando a vista rotacionada que não se
irá alterar – neste caso, a vista superior – para longe das vistas originais (Fig. 89). As Fig. 89 e 90
mostram que, para encontrar a nova vista frontal (rotacionada) como neste caso, basta traçar e cruzar
linhas de chamada vindas a partir de todos os vértices de duas vistas – neste caso, frontal e superior
rotacionada -, como no método de transferência de pontos.
Fig. 96 - Em negrito, a vista superior rotacionada e a vista
de frente resultante da rotação.
Fig. 95 - Em negrito, a vista superior rotacionada
horizontalmente em torno da aresta AB, sem nenhuma
mudança de forma, proporções ou dimensões.
Fig. 97 – a vista superior já
rotacionada em torno da aresta AB
(ou eixo Y) foi deslocada para longe
dos desenhos originais para evitar a
confusão de traçados. Para encontrar
a nova vista de frente rotacionada,
basta puxar e cruzar linhas de
chamada de todos os vértices de
duas vistas – neste caso, a frontal e a
superior.
Fig. 98 – traçando linhas a partir de todos os vértices das duas vistas
– frontal e superior – encontram-se os vértices e o traçado da vista
frontal resultante da rotação. Este método equivale a uma mudança
do ponto de vista principal (frente do objeto).
37
Fig. 99 – esta figura mostra como ficaria a vista de frente de um objeto sólido rotacionado e desenhado sobre as vistas originais e a
mesma vista deslocada juntamente com sua vista superior.
Na prática
O sólido representado pela perspectiva abaixo é derivado de um cubo de 6 cm de aresta. De um dos seus
cantos inferiores foi extraído um outro cubo de 3 cm de aresta e, a seguir, foi executado um recorte que
produziu a face inclinada a 60º com a horizontal. Para as três opções de frente indicadas pelas setas 1, 2
e 3, responda os itens a seguir.
a) Para a posição 1 de frente, em torno de qual eixo o objeto deverá ser rotacionado para a
obtenção da verdadeira grandeza da face inclinada?
b) Nesse caso, que nova(s) vista(s) poderá(ão) mostrar a face em VG?
c) Qual o ângulo de rotação necessário (ou quais os ângulos, caso haja mais de uma solução)?
d) Das vistas originais, qual deverá sofrer a rotação para depois obter a vista resultante do item b) ?
e) Em uma mesma folha, desenhe as vistas originais do objeto (sem rotação) e a(s) nova(s) vista(s)
rotacionada(s), conforme o item b).
f) Responda os itens a) a e) para as posições de frente 2 e 3.
frente 1
frente 2
ângulo de 60º
frente 3
base para
a frente 3
38
CAPÍTULO 7
Para entender escalas e escalímetros
Escala é a relação da dimensão linear de um objeto ou elemento representada no desenho para a
dimensão real deste objeto ou elemento. (NBR 8196, 2.1)
A escala é sempre uma proporção entre o tamanho real de um objeto e o de seu desenho
(representação), e uma das formas de indicá-la é como uma fração...
A notação mais comum para as escalas é na forma 1:50 o que, na linguagem corrente, é lido como
“um para cinqüenta (sugestão: tirar o trema, conforme nova gramática 2009)” (outras escalas:
1:2 - um para dois; 1:20 - um para vinte; 1:1000 - um para mil; 1:12500 - um para doze mil e
quinhentos; etc.).
Escalas que diminuem, no desenho, o tamanho do objeto ou elemento representado, são ditas "escalas
de redução". São exemplos de escalas de redução: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:100, 1:1000. Note que um
mesmo objeto representado nas escalas 1:2 e 1:20 terá como resultado desenhos de dimensões
completamente diferentes: na escala 1:2 o desenho terá metade do tamanho do objeto, e na escala
1:20, o desenho terá um vigésimo de seu tamanho real. O desenho em 1:2 será, portanto, menor do que
o objeto real, mas muito maior que o desenho na escala 1:20. Os desenhos maiores, como na escala 1:2,
permitem mostrar mais detalhes do que os menores, como aquele na escala 1:20.
As escalas são utilizadas para desenhar os objetos ou elementos com suas medidas
reduzidas ou aumentadas no papel.
Quanto menor o denominador da fração, maior o desenho.
Quanto maior o desenho, maior o nível de detalhamento possível e usual.
A escala 1:1 é chamada "escala natural", com a qual o objeto ou elemento é desenhado do tamanho real.
As escalas "de ampliação" - como 2:1, 5:1, 10:1, etc. – dão como resultado desenhos que têm
(sugestão: não se acentua segundo a nova gramática 2009) as dimensões maiores do que as do objeto
real. Essas escalas de ampliação aplicam-se ao desenho de peças de pequenas dimensões, nas quais o
nível de detalhamento precisa ser grande.
Observação importante: pode parecer óbvio, mas é necessário chamar a atenção para que o
desenho pode mudar de escala, aumentar, diminuir, mas a cota (medida do objeto
anotada no desenho) não se altera, é sempre a medida real do objeto representado.
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Entendendo os escalímetros
Na prática do desenho, as escalas são linhas graduadas – gravadas em uma régua - que indicam a
relação entre distâncias ou medidas marcadas em um desenho e suas correspondentes distâncias ou
medidas reais.
As réguas onde são marcadas as escalas geralmente são chamadas escalímetros; são os instrumentos
que servem para medir ou marcar medidas em um desenho utilizando
uma das suas escalas.
Os escalímetros permitem passar as medidas de uma escala para outra
sem a necessidade de qualquer cálculo matemático. Basta utilizar uma
ou outra das suas graduações (escalas).
As escalas mais utilizadas para desenhos de arquitetura no Brasil são
de redução e geralmente vêm gravadas no escalímetro com os
números 20, 25, 50, 75, 100 e 125. Esses números significam que as
medidas reais são reduzidas 20, 25, 50, 75, 100 e 125 vezes,
respectivamente. Indica-se as escalas utilizadas com as notações 1:20,
1:25, 1:50, 1:75, etc.
O que as escalas representam
Uma unidade, na graduação das escalas do escalímetro usado, representa uma dimensão real de 100
centímetros (um metro)
Na escala 1:75, uma unidade na graduação do escalímetro representa 100 centímetros reais; um valor
de 1,7 unidades representa 170 centímetros (1,70 metros) reais. Da mesma forma, na escala 1:25 uma
unidade representa 100 centímetros reais. Portanto, o valor de 1,7 unidades nessa escala representa os
mesmos 1,70 metros na realidade.
Fig. 101 - exemplo: tanto na escala de 1:100 quanto na escala de
1:50, um valor de 2,3 unidades na escala graduada representa
230 centímetros (ou 2,3 metros) reais, embora as dimensões no
escalímetro não sejam as mesmas. Como se vê, os escalímetros
permitem passar as medidas de uma escala para outra sem a
necessidade de qualquer cálculo matemático, basta girar a régua
para utilizar qualquer das suas graduações (escalas).
Fig. 100 - o escalímetro triangular é uma régua de perfil triangular que possui gravadas seis diferentes escalas nos seus lados e que
permite passar de uma escala para outra apenas com um giro da régua.
Os escalímetros permitem passar as medidas de uma escala para outra sem a necessidadede qualquer
cálculo matemático. No caso dos escalímetros de perfil triangular, basta girar a régua para utilizar uma ou
outra das suas graduações (escalas).
Ou seja, para mudar o tamanho do desenho de um mesmo objeto ou elemento dentro das escalas disponíveis
no escalímetro, não é necessário qualquer cálculo matemático de proporcionalidade, regra de três ou
qualquer outro.
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Em resumo:
• unidades iguais gravadas nas escalas do escalímetro, 1:20, 1:25,
1:50, 1:75, 1:100 e 1:125 representam as mesmas dimensões
reais, ou seja, essas escalas são equivalentes nos números que
mostram, embora as dimensões na régua sejam diferentes.
• uma unidade, na graduação de qualquer escala, representa uma
dimensão real de 100 centímetros (um metro).
• o desenho pode mudar de escala, aumentar, diminuir, mas a cota
(medida do objeto anotada no desenho) não se altera, é sempre a
medida real do objeto representado.
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ESCALA
MEDIDA NO ESCALÍMETRO
(unidades)
MEDIDA DO DESENHO NO PAPEL
(em centímetros)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA
(centímetros)
REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
1:20 1 5 100 20 vezes
1:25 1 4 100 25 vezes
1:50 1 2 100 50 vezes
1:75 1 1,33333 100 75 vezes
1:100 1 1 100 100 vezes
1:125 1 0,8 100 125 vezes
A tabela abaixo mostra, para cada escala, quanto representa um centímetro de desenho no papel.
Escala
1:1 um centímetro no desenho representa um centímetro real. É a chamada Escala Natural
1:2 um centímetro no desenho representa dois centímetros reais. É uma escala que reduz pela metade as
medidas reais
1:5 um centímetro no desenho representa cinco centímetros reais. É uma escala que reduz cinco vezes as
medidas reais
1:10 um centímetro no desenho representa dez centímetros reais
1:20 um centímetro no desenho representa vinte centímetros reais
1:25 um centímetro no desenho representa vinte e cinco centímetros reais
1:50 um centímetro no desenho representa cinqüenta centímetros reais
1:75 um centímetro no desenho representa setenta e cinco centímetros reais
1:100 um centímetro no desenho representa cem centímetros reais
1:125 um centímetro no desenho representa cento e vinte e cinco centímetros reais
Fig. 103 - a aresta da base deste objeto desenhado na
escala 1:5 mede, no objeto real, 30 centímetros (na
escala 1:5, cada unidade do escalímetro vale 10
centímetros reais).
Fig. 102 no mesmo desenho a aresta medida com
uma régua comum (escala 1:1) tem 6 centímetros
de comprimento. Essa medida não representa a
medida real da aresta por não estar na escala
original do desenho. No entanto, a medida de 6 cm
da aresta no desenho comprova que na escala 1:5
cada centímetro desenhado vale 5 centímetros na
realidade.
As réguas comuns usam a Escala Natural (escala 1:1), ou seja, cada unidade na régua vale
um centímetro na realidade.
As réguas comuns usam a Escala Natural (escala 1:1), ou seja, cada unidade na régua vale
um centímetro na realidade.
Veja no CD-ROM exercícios a respeito de escalas e cotagem
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Descobrindo a escala e dimensões de um desenho
Muitos dos folhetos de propaganda de venda de apartamentos mostram uma planta-baixa decorada de
forma a impressionar o possível comprador com as possibilidades e espaços do imóvel. O leigo, no
entanto, raramente se dá conta das verdadeiras dimensões e do espaço disponível, a não ser quando
ocupa efetivamente nesse espaço.
Como agravante, muitos desses desenhos enganam o leitor desonesta e propositalmente: desenham a
planta baixa em uma escala e o mobiliário em uma escala diferente, mais reduzida. Freqüentemente
(sugestão: tirar o trema, conforme nova gramática 2009) acontece de uma sala de jantar, por exemplo,
mostrar dois ambiente, folgados com uma mesa com oito cadeiras, quando, na verdade, não permite dois
ambientes e mal dá para uma mesa pequena de quatro cadeiras.
Fig. 104 – Desenho de folheto de propaganda. Fonte:
Antares Engenharia, Brasília.
A Fig. 89 acima servirá de base para a
descoberta da escala e das dimensões do
imóvel.
Para isso, parte-se da premissa que algumas
medidas que fazem parte da planta-baixa
original - vãos de portas, profundidade de
balcão de pia e de vasos sanitários - costumam
ser desenhados na escala correta.
Medindo a planta-baixa, procure a escala mais
aproximada para que os seguintes valores
sejam verdadeiros:
• profundidade de balcão de pia: 55 a 60 cm
• profundidade de vaso: 60 cm
• vão da porta de entrada: 80 a 90 cm
• vão de portas dos quartos: 80 cm
• vão de portas de banheiro: 70 a 80 cm
Fig. 105 – checando os valores de profundidade dos vasos sanitários, dos
balcões das pias e dos vãos das portas, descobre-se que a escala mais
aproximada para esta planta-baixa é a de 1:75
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Descoberta a escala da planta, pode-se verificar e avaliar as reais dimensões do que foi desenhado.
O primeiro passo é verificar se os móveis estão desenhados na mesma escala. Para isso, é preciso ter
uma idéia clara das dimensões reais médias do mobiliário - qual a profundidade de um sofá, as
dimensões de uma televisão, de uma cadeira e de uma mesa para quatro pessoas, fogão, geladeira,
cama de casal, cama de solteiro, guarda-roupa, etc.
Aperfeiçoe sua capacidade de avaliação das dimensões com alguns exercícios simples:
▪ calibre seu passo - faça várias vezes um percurso de dez dos seus passos normais, marcando o
ponto inicial e final do percurso. Dividindo por dez a média da distância percorrida, você saberá o
tamanho do seu passo. Essa passada serve para medir distâncias quando não há um instrumento de
medição à mão;
▪ meça seu palmo - a medida do seu palmo bem aberto também serve como instrumento de medida
de precisão aceitável em muitas situações;
▪ meça seu mobiliário caseiro – meça a largura, altura e profundidade e avalie o conforto dos vários
tipos de móveis de uma casa: mesas, cadeiras, poltronas, sofás, camas, guarda-roupas, etc.
▪ meça os espaços caseiros – também é útil saber as dimensões e avaliar o conforto dos espaços
caseiros, circulação entre camas, na frente de armários e guarda-roupas, para a abertura de portas,
ao redor de mesas para afastamento de cadeiras, circulação na cozinha, etc.
Fig. 106 - as profundidades das pias da cozinha e banheiro nesta planta-baixa correspondem aproximadamente à escala 1:75.
Fig. 107 - Pela medida na escala da planta-baixa (1:75), a varanda
do apartamento tem 90 cm de profundidade.
É um bom exercício de dimensionamento avaliar, na realidade,
quanto espaço isso significa. É uma varanda ampla ou apertada?
É realmente viável colocar nessa varanda a mesa com duas
cadeiras que está desenhada na planta decorada? Se é viável,
será uma mesa utilizável, grande o suficiente para fazer uma
refeição, por exemplo? Quantas pessoas cabem,
confortavelmente, nessa varanda?
Nesta planta-baixa, verifica-se que os móveis estão desenhados
na escala correta. No entanto, vale como exercício avaliar os
espaços livres existentes entre as camas de solteiro, o tamanho do
guarda-roupas considerando que são duas pessoas, as dimensões
da televisão no quarto de casal, o espaço livre de circulação e
trabalho na cozinha, a abertura da porta da geladeira e as
dimensões da mesa de jantar.
Exercício: desenhe na escala de 1:50 a planta-baixa da Fig. 89
44
Como as escalas são feitas
A graduação das escalas é feita tendo por base o
resultado das relações matemáticas de cada uma.
Para exemplificar, as unidades da escala de 1:75
resultam da divisão de 1 metro (100 centímetros) por
75, ou seja, 100/75=1,333333 centímetros. Essaescala, portanto, tem graduações unitárias a cada
1,333333 centímetros.
Da mesma forma, a escala de 1:25 tem graduações
unitárias a cada 4 cm (100/25=4), e assim por diante
para todas as escalas.
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO (unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm)
REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
1:20 0,2 1 20 20 vezes
1:25 0,25 1 25 25 vezes
1:50 0,5 1 50 50 vezes
1:75 0,75 1 75 75 vezes
1:100 1 1 100 100 vezes
1:125 1,25 1 125 125 vezes
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de ampliação usadas para detalhamento de peças minúsculas
10:1 1 10 vezes
5:1 1 5 vezes
2:1 1 2 vezes
Escala natural
1:1 1 1 1 NENHUMA - ESCALA NATURAL
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de redução usadas para pequenos objetos e detalhamento
1:2 1 5 10 2 vezes
1:2,5 1 4 10 2,5 vezes
1:5 1 2 10 5 vezes
1:7,5 1 1,33333 10 7,5 vezes
1:10 1 1 10 10 vezes
Fig. 108 - a escala de 1:25 tem graduações unitárias marcadas a
cada 4 centímetros.
45
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de redução usadas para desenhos de objetos em escala arquitetônica e similares
1:20 1 5 100 20 vezes
1:25 1 4 100 25 vezes
1:50 1 2 100 50 vezes
1:75 1 1,33333 100 75 vezes
1:100 1 1 100 100 vezes
1:125 1 0,8 100 125 vezes
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de redução usadas para desenhos de objetos e áreas em escala urbana e similares
1:200 1 5 1000 200 vezes
1:250 1 4 1000 250 vezes
1:500 1 2 1000 500 vezes
1:750 1 1,33333 1000 750 vezes
1:1000 1 1 1000 1000 vezes
1:1250 1 0,8 1000 1250 vezes
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de redução usadas para desenhos de áreas urbanas e regionais – plantas urbanas, mapas, etc.
1:2000 1 5 10000 2000 vezes
1:2500 1 4 10000 2500 vezes
1:5000 1 2 10000 5000 vezes
1:7500 1 1,33333 10000 7500 vezes
1:10000 1 1 10000 10000 vezes
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Escalas gráficas
Fig. 109 - escala numérica e gráfica
Para dar uma idéia (sugestão: não é acentuado segundo a nova gramática 2009) das distâncias nos seus mapas, o
Guia 4 Rodas do Brasil usa um misto de escala gráfica e numérica. Neste caso, cada centímetro da escala gráfica do
mapa vale 93 metros na realidade, ou seja, 9.300 centímetros. A escala do mapa seria, portanto, de 1:9300 se na
impressão do Guia o desenho da escala gráfica medisse 1 centímetro realmente. Esta é a escala numérica.
Exatamente porque muitas vezes nas impressões os mapas precisam ser reduzidos ou aumentados em
relação às suas escalas reais, usa-se imprimir escalas gráficas com eles para serem usadas como unidade
de medida. Essas escalas são reduzidas ou aumentadas juntamente com o mapa e por isso mantém as
relações de distâncias correspondentes. As medidas das escalas gráficas podem, portanto, ser tomadas
como referência confiável para calcular aproximadamente as dimensões ou as distâncias nos mapas.
Usando-se a escala gráfica do mapa de Mariana pode-se descobrir, por exemplo, que a rua Br. de
Camargo (veja dentro do círculo) tem aproximadamente 465 m de comprimento (5 vezes a medida da
escala gráfica).
ESCALA
MEDIDA NO
ESCALÍMETRO
(unidade)
MEDIDA DO DESENHO
NO PAPEL (cm)
DIMENSÃO REAL
REPRESENTADA (cm) REDUÇÃO AMPLIAÇÃO
Escalas de redução usadas para desenhos de áreas urbanas e regionais – mapas, etc.
1:20000 1 5 100000 20000 vezes
1:25000 1 4 100000 25000 vezes
1:50000 1 2 100000 50000 vezes
1:75000 1 1,33333 100000 75000 vezes
1:100000 1 1 100000 100000 vezes
1:125000 1 0,8 100000 125000 vezes
etc.
Escala gráfica
47
Escala gráfica
Fig. 110 - escala numérica e gráfica
No Guia 4 Rodas, cada centímetro da escala
gráfica do mapa da ilha de Fernando de Noronha
vale 2 kilômetros na realidade, ou seja, 200.000
centímetros. A escala numérica do mapa original
é, portanto, de 1:200.000.
O comprimento da ilha de Fernando de
Noronha no mapa é de aproximadamente
13 vezes o comprimento da escala gráfica.
Segundo a escala gráfica ou numérica do
Guia, portanto, o seu comprimento real é
de aproximadamente 26 km.
Fig. 111– o mapa da América do Sul foi impresso na escala 1:27 500 000 em
um Atlas geográfico com página de dimensões 27x36,5 cm.
Fig. 112 –
Épura:
desenho
resultante das
duas projeções
do sistema
Mongeano:
projeção
vertical ou vista
de frente e
projeção
horizontal ou
vista superior.
48
Fig. 114a e 98b – a imagem mostra lado-a-lado
o traço da lapiseira escaneado na resolução da
tela e um traço feito com o ponteiro do mouse
no programa Paint.
A imagem escaneada tem as bordas do traço
serrilhadas (baixa resolução) mas (sugestão:
colocar a vírgula antes de mas) há uma
gradação de cinza para suavizar o traçado.
O traçado no Paint não tem suavização e
mostra claramente os pixels da tela. O traço é
preto porque o pixel está apagado.
Fig. 113– rastro de uma lapiseira sobre o papel
CAPÍTULO 8
Não é do escopo deste livro ensinar AutoCAD ou qualquer outro programa comercial, além da introdução
a um editor de linguagem VRML chamado Hiperion e a um modelador 3D muito simples chamado
CosmoWorlds, ambos com versão temporária incluídos no CD-ROM.
Pretende-se, isto sim, introduzir as bases da computação gráfica 3D, CADs e modeladores 3D, mostrando
como os métodos e técnicas da Geometria Descritiva e do Desenho Técnico – projeções, vistas
ortográficas, perspectivas, etc. – estão presentes e são o fundamento operacional dos mais modernos e
avançados programas da área.
Conhecendo as bases operacionais comuns a todos os programas, pode-se ter uma visão mais clara da
área e desmistificar as ferramentas de desenho e modelagem. Com ferramentas simples, este livro
percorre o terreno da construção e visualização de sólidos 3D com tecnologia de Realidade Virtual.
Desenhos, imagens e modelos 3D; editores de
imagens, CADs e modeladores 3D.
O equivalente, em computador, ao traço feito pelo lápis em um pedaço de papel é o traço em qualquer
programa editor de desenhos do tipo “Paint” do Windows.
No papel, a lapiseira deixa um rastro de grafite (Fig. 97) que é tanto mais irregular quanto mais rugoso
for o papel e mais macio o grafite.
Na tela do computador, o equivalente à
irregularidade do papel é a grade de pixels que
forma a imagem (pixel é menor área da tela à
qual é possível atribuir uma cor, ou seja,
iluminar ou não com determinada cor).
Nos monitores analógicos, essa grade tem
tipicamente uma “rugosidade” – chamada
resolução - de 72 desses pixels por polegada
(usa-se a notação 72 dpi, ou dots per inch -
pontos por polegada).
O traço de lapiseira, escaneado na mesma
resolução da tela do computador, 72 dpi,
apresenta as bordas serrilhadas, com pixelsem
degradê de cinza (fig. 98a).
Um traço feito no editor Paint com o ponteiro
do mouse não tem a mesma suavização e
mostra exatamente o caminho do ponteiro na
grade de pixels da tela (fig. 98b)
No traçado feito com o programa Paint,
pode-se ver claramente a área quadrada
dos pixels (menor área quadrada da tela)
apagadas, portanto da cor preta
Programas como o Paint, Photoshop, Paintshop, etc. – são chamados editores de imagens e geram ou
trabalham com imagens chamadas raster ou bitmap (mapeamento de bits). Os arquivos das imagens
bitmap contém, basicamente, uma descrição – ou um mapa – dos pontos que a formam, cada um
com sua coordenada XY e sua cor.
49
Pode-se fazer uma analogia entre o detalhe de uma foto digital em duas resoluções diferentes na tela do
computador (fig. 99) e o mesmo detalhe ampliado de uma revista (Fig. 100). O processo de impressão
de imagens em revistas também é feito por pontos de cores diferentes (usa-se 4 cores ao invés das três
cores da tela) para simular imagens suaves. Quanto maior a resolução (número de pontos por unidade
de área), menor o tamanho dos pontos e maior perfeição da imagem.
Fig. 115 – detalhe de uma foto digital com resolução de 50 dpi e 150 dpi (Dot Per Inch, ou Pontos Por Polegada).
Fig. 116 – detalhe da mesma foto impressa em uma revista. Ao invés dos pixels, vê-se a formação da imagem pela impressão de
pontos de cor diferente para dar, à distância, a sensação de continuidade e suavidade.
50
Fig. 117 – Detalhe de um desenho em uma revista em quadrinhos. Vistos à distância normal de leitura ou em tamanho reduzido, os
pontos misturam-se e dão os meios-tons desejados.
Fig. 118 – Detalhe de uma foto digital de alta resolução. Fonte: Banco de imagens do Windows XP
Fig. 119 – Detalhes em alta e baixa resolução de uma imagem escaneada.
51
Programas vetoriais de desenho
Programas como o AutoCAD ou CorelDraw descrevem suas imagens matematicamente por meio de
arranjos vetoriais, e não por mapas de bits. Os programas vetoriais são mais adequados para imagens
compostas de manchas ou traçados. Por esse motivo, embora programas como o CorelDraw ou Illustrator
sejam adequados para a execução de ilustrações, não são usados para produção ou tratamento de
imagens com variações tonais como fotografias.
Os traçados e construções vetoriais trabalham com a idéia (sugestão: sem acento, conforme nova
gramática 2009) de objetos e permitem atribuição de propriedades a cada objeto, manipulações e
visualização não possíveis nos editores de imagens e seus bitmaps. Por exemplo. uma linha (ou
segmento) é um objeto definido pelas coordenadas das suas extremidades e que pode ser esticado
(alterando a posição das extremidades), alargado, colorido, receber atribuições de funções, etc. Os
objetos podem ser agrupados ou somados para formar um objeto maior e mais complexo, podem ser
cortados, deformados, editados, subtraídos uns dos outros ou podem ser posicionados e manipulados de
forma que o resultado seja a interseção entre eles. São inúmeras as operações possíveis com objetos.
O programa AutoCAD e todos os outros CADs foram criados para desenhar as linhas do desenho técnico.
Por serem baseados no sistema de coordenadas cartesianas utilizado em desenho técnico, os CADs têm
(sugestão: sem acento, conforme nova gramática 2009) uma componente tridimensional, além dos eixos
X e Y mostrados na tela. Dentro desse sistema tridimensional, os CAD e todos os modeladores 3D
permitem construir objetos tridimensionais e visualizá-los de uma infinidade de pontos de vista.
A fig. 104 mostra uma tela do AutoCAD com duas imagens que, embora sejam iguais, têm estrutura
diferente: a imagem da esquerda é um desenho de uma perspectiva cavaleira de um cubo na metáfora
da folha de papel, e a da direita é produto da projeção, na tela, de um paralelepípedo (efetivamente
tridimensional) que tem as arestas de profundidade (eixo Z das alturas, no AutoCAD) oblíquas ao plano
XY. Girando o sistema de eixos em relação à tela do computador (Fig. 105), pode-se ver claramente a
diferença entre os dois objetos, um desenho bidimensional e uma construção tridimensional.
Fig. 121 – Rotacionando o sistema de eixos para ver as alturas, descobre-se que os dois objetos têm (sugestão: sem acento, conforme
nova gramática 2009) estruturas de dados diferentes: o desenho tem apenas coordenadas X e Y e a construção 3D tem coordenadas
X, Y e Z.
No AutoCAD e programas similares, o processo de plotagem no sistema coordenado – ao contrário da
plotagem no papel - não simula a tridimensionalidade, é, efetivamente, tridimensional.
Fig. 120 - Tela do AutoCAD com duas imagens iguais de construções diferentes: um desenho de um cubo
em perspectiva, e um modelo 3D de um paralelepípedo que tem as arestas de profundidade (alturas, no
AutoCAD) oblíquas ao plano XY
Busque no item Apoio do CD-ROM o arquivo acad1.dwg que deu origem a estas imagens.
52
Fig. 122 – As janelas do AutoCAD podem mostrar até quatro vistas ao mesmo tempo. Neste caso, são mostradas a partir da imagem
superior esquerda: vista de frente (plano XZ); vista lateral esquerda (plano YZ); vista superior (plano XY); e uma perspectiva isométrica.
Além da plotagem de coordenadas, objetos 3D podem ser criados no AutoCAD de diversas formas. A
primeira técnica a ser lançada no início da demanda por modelos 3D foi a extrusão ou elevação das linhas
de um desenho, isto é, levanta-se uma face vertical pela elevação de uma linha desenhada no papel.
Além do pioneiro AutoCAD, surgiram no mercado muitos outros programas CAD e de modelagem 3D –
também chamada modelagem sólida. Alguns deles conservaram, desde o início, a técnica do desenho e
extrusão para geração de modelos 3D.
O programa Form-Z, por exemplo, até hoje tem essa técnica como uma das principais, uma vez que é
voltado para o mercado de arquitetura e faz a extrusão a partir dos desenhos de plantas-baixas.
Fig. 123 – Telas do programa Form-Z com uma cena 3D gerada a partir de desenhos na metáfora da folha de papel.
A maioria dos modernos programas CAD e de modelagem 3D permite a criação de objetos 3D das mais
diferentes formas, desde a montagem e construção com somatório de sólidos primitivos – esfera, cone,
paralelepípedo e cilindro, para citar os mais básicos – até a modelagem por metaballs que é uma
tecnologia que tem células passíveis de se agregar e multiplicar para a modelagem de objetos orgânicos.
53
A linguagem VRML – Virtual Reality Modeling Language – é uma das que permite, muito facilmente por
meio de scripts, gerar objetos com sólidos primitivos que vão-se compondo para resultar objetos mais
complexos. Todos os modelos 3D do CD que acompanha este livro foram gerados com modeladores 3D
que trabalham em VRML. Daí os modelos serem VRML.
Um dos modeladores 3D mais simples e didáticos de utilizar é o CosmoWorlds, que trabalha basicamente
com uma linguagem VRML clara e enxuta.
Fig. 124 – Interface do modelador CosmoWorlds que permitiu gerar os modelos e as animações 3D do CD-ROM que acompanha este
livro.
54
O exercício da computação gráfica e da
modelagem 3D
Plotagem de coordenadas e visualização do modelo
em um sistema CAD
• plotagem das mesmas coordenadas em um sistema CAD, o que resulta um modelo 3D
• visualização do modelo 3D em suas várias vistas ortográficas e possibilidades perspectivas em
computador
Os primeiros programas Computer Aided Design (CAD)procuraram mimetizar e melhorar a prancheta de
desenho para os projetos e desenhos de engenharia mecânica. Com os recursos de programação e
processamento limitados da época, os programas adotaram a metáfora do desenho a lápis sobre papel,
mas, por serem vetoriais, desde o início podiam conter informações tridimensionais. Ainda hoje os CADs
possuem um referencial cartesiano que usa o plano XY para definir a folha de papel virtual na tela vertical
do computador, com o eixo Z ortogonal à tela.
As primeiras versões do AutoCAD foram criadas visando os desenhos de engenharia mecânica. Para os
desenhos bidimensionais e as vistas ortográficas de peças mecânicas e similares, a posição dos eixos
cartesianos parece não ter tido maior importância. No entanto, quando arquitetos e outros profissionais
começaram a desenhar plantas-baixas ou objetos tridimensionais com a base assentada nessa folha
virtual de papel, as larguras ficaram corretamente sobre o eixo X, mas as profundidades ficaram sobre o
eixo cartesiano das alturas, Y. Sobrou para o eixo Z a função de receber as alturas desses objetos que
têm uma componente tridimensional explícita. Numa edificação, por exemplo, as alturas das paredes
para a geração da maquete eletrônica são plotadas na direção do eixo Z, o que é uma inversão do
sistema cartesiano convencional.
Programas mais recentes de modelagem 3D e as linguagens VRML (Virtual Reality Modeling Language)
ou X3D também usam os eixos coordenados na mesma posição, mas, pelo fato de usarem metáforas de
ambientes tridimensionais - ao invés da folha de papel na posição vertical – têm (sugestão: sem acento,
conforme nova gramática 2009) a base dos seus mundos virtuais assentada corretamente no plano
definido pelos eixos largura-profundidade XZ.
A inversão do referencial cartesiano, em si, se usada no contexto dos programas CAD, pode não resultar
em problemas. Porém, profissionais como pedreiros, serralheiros ou marceneiros usam e entendem o
sistema cartesiano convencional XYZ como sendo largura-altura-profundidade, respectivamente.
Qualquer marceneiro entende que as medidas de 3,00 x 2,50 x 60 para um armário referem-se à largura,
altura e profundidade. A inversão do sistema, para eles, pode resultar desastrosa.
Para exemplificar como acontece a inversão no AutoCAD, veja o abaixo resultado de três plotagens do
objeto da Fig. 49: com as coordenadas originais (Fig.109); com as coordenadas alteradas para que o
objeto resulte na posição original (Fig.110); com as coordenadas originais e o sistema de eixos invertido
no programa (Fig.111). Note que, nos dois primeiros casos, está sendo usado o sistema de eixos padrão
do AutoCAD, isto é, as alturas resultam no eixo Z.
Fig. 125 – Perspectiva NE Isometric
Coordenadas dos vértices originais
Fig. 126 – Perspectiva NE Isometric
Coordenadas dos vértices alteradas
55
Coordenadas dos vértices originais
usadas nas Figs. 49, 109 e 111
Perspectiva NE Isometric
Coordenadas dos vértices alteradas
usadas na Fig. 110
Perspectiva NE Isometric
A (0; 0; 0) M (8; 3; 2) A (0; 0; 0) M (2; 8; 3)
B (8; 0; 0) N (6; 3; 2) B (0; 8; 0) N (2; 6; 3)
C (8; 0; 2) O (6; 3; 4) C (2; 8; 0) O (4; 6; 3)
D (6; 0; 2) P (8; 3; 4) D (2; 6; 0) P (4; 8; 3)
E (6; 0; 4) Q (8; 3; 6) E (4; 6; 0) Q (6; 8; 3)
F (8; 0; 4) R (6; 3; 6) F (4; 8; 0) R (6; 6; 3)
G (8; 0; 6) S (4; 2; 6) G (6; 8; 0) S (6; 4; 2)
H (0; 0; 6) T (2; 2; 6) H (6; 0; 0) T (6; 2; 2)
I (2; 2; 0) U (2; 4; 6) I (0; 2; 2) U (6; 2; 4)
J (4; 2; 0) V (0; 4; 6) J (0; 4; 2) V (6; 0; 4)
K (6; 3; 0) W (0; 7; 0) K (0; 6; 3) W (0; 0; 7)
L (8; 3; 0) X (2; 7; 0) L (0; 8; 3) X (0; 2; 7)
ARESTAS
AB, BC, CD, DE, EF, FG, GH, HA
IJ, JK, KL, LM, MN, NO, OP, PQ, QR, RS, ST, TU, UV, VW, WX, XI
XU, IT, JS, KN, OR
WA, LB, MC, ND, OE, PF, QG, VH
Fig. 127- Perspectiva SW Isometric - Coordenadas dos
vértices originais e eixos rotacionados
Plotagem das coordenadas originais com os eixos
rotacionados pelo comando New UCS: rotação de 90º em
torno de X e –90º em torno de Y.
No AutoCAD e programas similares, o processo de plotagem no sistema coordenado – ao contrário da
plotagem no papel - não simula a tridimensionalidade, é, efetivamente, tridimensional.
Ao invés de lançar pontos que serão unidos para representar as arestas, nos CADs as arestas são
criadas automaticamente com a entrada das coordenadas das extremidades de um segmento em um
comando como Line, por exemplo.
Nessa plotagem de extremidades dos segmentos que serão as arestas de um objeto, é necessário estar
atento para a ordem de entrada dos pontos e para a ligação entre eles ou não no momento da entrada
de dados.
56
Visualização do modelo 3D
A plotagem das coordenadas tridimensionais no AutoCAD gerou um modelo aramado 3D, e não apenas
uma perspectiva desenhada na metáfora da folha de papel.
A existência de um modelo 3D permite a visualização do objeto com imagens a partir de uma infinidade
de pontos de vista. Uma das aplicações mais comuns desse recurso é a geração automática de vistas
ortográficas do objeto, tendo-se dividido a área de trabalho do AutoCAD em quatro outras menores.
Fig. 128 – a janela do AutoCAD foi dividida em quatro e, além da perspectiva isométrica, cada uma recebeu uma vista – de frente,
lateral esquerda e superior – por meio do menu View > 3D views.
Todos o (sugestão: colocar “s”) programas mais conhecidos de CAD e modelagem 3D permitem a
obtenção de uma infinidade de desenhos, imagens perspectivas, desenhos necessários para manufatura,
vistas ortográficas, rotações, cortes, deformações, etc. a partir de um único objeto, modelo ou cena 3D
original.
Os recursos de manipulação e visualização de um objeto, modelo ou cena 3D reduzem enormemente os
gastos de tempo e trabalho normalmente dispendidos (sugestão: despendidos) para o desenho
convencional – mesmo em CAD - de toda a documentação de um projeto.
A plotagem das coordenadas no AutoCAD por meio de comandos como Line, Polyline, 3D Polyline, etc. não cria um objeto
formado por faces, ou um modelo sólido 3D. Cria apenas um aramado que, embora tridimensional, não possui superfícies para
serem renderizadas, ou volume para ser cortado, etc.
No AutoCAD e outros programas para desenho, objetos 3D formados por superfícies podem ser definidos
com comandos como 2D solid, 3D faces ou 3D surface.
Nos CADs e nos modeladores 3D, sólidos 3D podem ser construídos com operações de adição, subtração
ou modificação de sólidos primitivos como esfera, cone, cilindro, paralelepípedo e outros.
57
ANEXOS
58
Modelando em VRML
(por que VRML? )
Por que misturar Desenho Técnico e Geometria Descritiva com VRML?
Porque o exercício de modelagem com uma linguagem descritiva como o VRML, em um programa
didático como o Hiperion, auxilia no desenvolvimento do raciocínio espacial necessário para essas
disciplinas.
Além disso, esses exercícios iniciam o aluno no que está por trás, nas bases, dos programas de
computação gráfica.
O que é VRML?
É a sigla de "Virtual Reality Modeling Language" - Linguagem de Modelamento em Realidade Virtual -
uma linguagem que permite descrever, ou seja, modelar, muito facilmente, objetos e "mundos"
tridimensionais interativos e/ou animados para a Web ou para serem vistos e manipulados em qualquer
computador ou sistema.
Clique aqui para ver como é fácil a montagem do objeto (veja, também, o arquivo fonte na linguagem
VRML).
O QUE É VRML?
VRML (Virtual Reality Modeling Language) é, comoo nome diz, uma linguagem de modelamento de
objetos com tecnologia de Realidade Virtual.
Por "modelamento de objetos" entende-se a descrição, para o computador, das características de forma
(geometria, tamanho, posição, orientação, etc.) dos objetos, como se o estivéssemos montando,
esculpindo ou, efetivamente, modelando uma "massa" virtual no espaço e em três dimensões.
A tecnologia de Realidade Virtual permite interagir com o objeto modelado em "tempo real", ou seja, os
movimentos do dispositivo de entrada (mouse, joystick, etc.) são acompanhados simultaneamente de
movimentos do objeto (rotação, translação, etc.) na tela do computador.
Em outras palavras, a Realidade Virtual permite-nos observar (visualizar) o objeto como se o
estivéssemos manipulando à distância por meio de um braço mecânico ou qualquer outro mecanismo e
essa manipulação fosse transmitida ao vivo para um monitor de televisão1 (sugestão: tirar o 1).
A linguagem VRML
VRML é simplesmente uma linguagem de descrição de uma cena que padroniza a maneira de como os
meios tridimensionais são representados na Web. Diferentemente de linguagens de programação como
C++, o VRML não tem que ser compilado e rodar. Melhor, arquivos de VRML são gramaticalmente
analisados e então mostrados. Já que isso é um processo muito mais rápido, a criação de arquivos de
VRML é muito mais simples do que uma programação. VRML permite mais interatividade e facilidades de
melhoramentos incrementais.
Um arquivo VRML é carregado da mesma maneira que se acessa (sugestão: colocar “m”) arquivos HTML
(páginas da Web): clicando num link ou escrevendo um endereço e pressionando <ENTER>. Dependendo
da velocidade de sua conexão e do tamanho do arquivo, o tempo de carregamento pode ser de poucos
segundos ou muitos minutos.
59
A
ESTRU
TURA E SINTAXE DO VRML
Nós, folhas e campos
A rigor, VRML é somente um formato de arquivo que descreve objetos. Teoricamente, os objetos podem
conter qualquer coisa, geometria 3D, dados de som MIDI ou WAV, imagens JPEG, e assim por diante.
VRML define um conjunto de objetos aproveitados para fazer gráficos 3D.
Esses objetos são chamados NÓS. Um arquivo VRML consiste de um grupo de nós e de nós-folha que vão
se ramificando. Os nós contém atributos e dados, os quais são armazenados em campos.
Basicamente, pode-se dizer que um nó é um conjunto de especificações que determina as características
dos objetos contidos na cena gráfica como tipo, forma, geometria, aparência, cor, textura, pontos de
vista, luzes, sons, etc. Os nós definem a hierarquia e as características individuais de cada objeto dentro
do contexto geral.
#VRML V2.0 utf8
# Criação de um cone sem cor, textura ou sombra
Shape {
geometry Cone {
height 4
bottomRadius 2
}
}
# Fim do arquivo
(clique na janela ao lado e arraste o mouse para interagir com o modelo 3D)
O exemplo acima mostra a criação de um objeto cone com 4 unidades de altura e 2 unidades de raio da
base, sem características de cor, textura ou sombra. O arquivo começa com o nó Shape, seguido do
atributo geometry e do nome do objeto – Cone – com os seus campos de dados (fields), altura e raio da
base (height e bottomRadius).
Note que os dados do cone estão nos campos height e bottomRadius que, por sua vez, estão entre as
chaves do objeto Cone. Toda essa descrição geométrica está entre as chaves do nó Shape. Dá-se o nome
de ninho a essa estrutura que tem umas declarações dentro das outras.
A descrição de uma forma qualquer começa com o nó Shape, seguido do atributo geometry e do
nome da figura desejada, com seus respectivos campos de dados (fields).
Na estrutura de ninho, é preciso cuidado para que nenhuma chave e/ou colchete fique sem o seu
correspondente fechamento, no seu devido lugar. A primeira chave aberta será a última a ser
fechada dentro de um ninho.
Em um arquivo VRML, o símbolo # indica que o que vem a seguir é um comentário que não tem
valor de comando.
Todos os arquivos da versão VRML 2.0 devem começar com os seguintes caracteres:
#VRML V2.0 utf8
VRML é sensível a letras maiúsculas e minúsculas; "Sphere" é diferente de "sphere" e "BEGIN" é
diferente de "begin".
Um arquivo VRML é um arquivo-texto que pode ser escrito em qualquer editor de
texto, bastando que seja salvo no formato txt, trocando a extensão .txt por .wrl.
60
A descrição de um objeto com determinadas características de cor, textura, transparência, etc. deve
incluir os nós appearance e material e seus atributos Appearance e Material dentro do nó Shape.
No arquivo que segue, além da definição de aparência e material, aparece a definição do tipo de
navegação por meio do nó NavigationInfo.
#VRML V2.0 utf8
# Definição do tipo de navegação no browser
# (girar o objeto como padrão inicial)
NavigationInfo {
type "EXAMINE"
}
# Criação de um cilindro vermelho opaco
Shape {
appearance Appearance {
material Material {
diffuseColor 1 0 0
ambientIntensity 0.2
specularColor 0 0 0
emissiveColor 0 0 0
shininess 0.2
transparency 0
}
}
geometry Cylinder {
radius 2
height 4
}
}
Características gerais dos nós
Um nó tem as seguintes características:
Um Nome (Box, Sphere, Sound, SpotLight , etc.);
Os parâmetros, chamados campos (fields), que distinguirão este nó dos demais com o mesmo
nome. Por exemplo, cada nó Sphere pode ter um raio diferente, e diferentes spotLights tem
diferentes intensidades, cores e posicionamento.
A maioria dos nós pode ser classificada dentro de uma de duas categorias: nós de grupo ou nós folhas,
embora o VRML defina várias classes diferentes de nós.
Os nós de grupo juntam vários nós simultaneamente, permitindo uma coleção de nós (especificada em
um campo chamado children) que será tratada como um único objeto.
61
#VRML V2.0 utf8
# Definição do tipo de navegação no visualizador
NavigationInfo {
type "EXAMINE"
}
# Nó Transform, de grupo do mundo - agrupa os vários filhos
Transform {
children [
#Primeiro filho - cilindro verde
Transform {
children [
#Descrição do cilindro
Shape {
appearance Appearance { #aparência do cilindro: verde
material Material {
diffuseColor 0 1 0
}
}
geometry Cylinder {
radius 1
height 2
}
62
}
]
# transformação da situação original
translation -0.7 -1 3.5
} #fim do primeiro filho
#Segundo filho - esfera vermelha
Transform {
children [# descrição da esfera
Shape {
appearance Appearance { # aparência da esfera: vermelha
material Material {
diffuseColor 1 0 0
}
}
geometry Sphere {
radius 2.5
}
}
]
# transformação da situação original
translation 2 0 1
} # fim do segundo filho
#Terceiro filho - cubo azul
Transform {
children [
Shape {
appearance Appearance { #aparência do cubo: azul
material Material {
diffuseColor 0 0 1
}
}
geometry Box {
size 1.5 1.5 1.5
}
}
]
# transformação da situação original (translação e rotação)
translation -2.4 .2 1
rotation 0 1 1 .9
} # fim do terceiro filho
63
] #fim do children do mundo
} # fim do nó de grupo
SISTEMA DE COORDENADAS
O VRML usa o sistema de coordenadas Cartesiano tridimensional. A seqüência (sugestão: sem trema,
segundo nova gramática 2009) dos eixos é X,Y,Z, com a coordenada 0;0;0 (origem) no centro da tela.
Configuração inicial do sistema de eixos:
Eixo X - eixo das larguras - é um eixo horizontal, contido no plano da tela do monitor, com sua
parte positiva à direita da origem;
Eixo Y - eixo das alturas - é um eixo vertical, contido no plano da tela, com sua parte positiva
da origem para cima;
Eixo Z - eixo das profundidades - é um eixo horizontal, perpendicular ao plano da tela, com
sua parte positiva aquém da origem, ou seja, para fora do monitor.
O VRML usa o sistema de coordenadas Cartesiano tridimensional. A seqüência (sugestão: sem trema,
segundo nova gramática 2009) dos eixos é X,Y,Z, com a coordenada 0;0;0 (origem) no centro da tela.
Os objetos são mostrados na tela bidimensional por projeção na direção positiva do eixo Z, com a parte
positiva do X do lado direito e a positiva do Y para cima.
Os objetos são gerados na origem do sistema coordenado, uns sobre os outros.
Por default, todos os objetos são gerados centrados na origem do sistema coordenado padrão, uns sobre
os outros. Para se obter uma "montagem" de objetos é necessário deslocar e/ou rotacionar cada um dos
Shapes com a utilização do nó Transform.
Todos os objetos têm um centro de geração, de translação e de rotação, que normalmente está no centro
geométrico do objeto. Os eixos coordenados próprios de cada objeto têm a origem nesse centro.
Por default, todos os objetos são gerados centrados na origem do sistema coordenado padrão, uns sobre
os outros. Uma transformação por meio de um nó Transform pode ser usada para alterar o
posicionamento default, transladando ou rotacionando o sistema cartesiano padrão de cada objeto.
A unidade de medida para a distância é o metro e para ângulos, radianos.
TRANSFORMAÇÕES (TRANSLAÇÃO, ROTAÇÃO, ETC.)
Transformações são armazenados em nós Transform. Esses nós Transform definem as coordenadas
espaciais para seus filhos (children).
As coordenadas espaciais dos nós filhos são relativas às coordenadas espaciais dos nós pais, isto é, as
transformações acumulam-se conforme se desce na hierarquia da cena gráfica. Em outras palavras,
dentro de um mesmo nó, uma transformação filha atua sobre a transformação anterior, e não sobre a
posição original do(s) objeto(s).
O nó Rotation é usado para rotacionar objetos no espaço. Como exemplo, vamos rever o node Cone. Por
default, todo cone é criado na posição vertical. Se quisermos um cone na horizontal, basta utilizar o node
Rotation cuja sintaxe é a seguinte:
rotation X Y Z ângulo de rotação em RADIANOS
#VRML V2.0 utf8
Transform {
children [
Shape {
64
appearance Appearance {
material Material {
diffuseColor 0.8 0.8 0.8
ambientIntensity 0.2
specularColor 0 0 0
emissiveColor 0 0 0
shininess 0.2
transparency 0
}
}
geometry Cone {
height 2
bottomRadius 1
side TRUE
bottom TRUE
} ]
rotation 0 0 1 1.57
}
No exemplo acima, o cone é rotacionado 90 graus (1.57 rad) sobre o eixo Z (0 0 1).
APARÊNCIA
O nó Material define características dos objetos como cor e brilho. Os parâmetros que são usados
determinam a forma coma a luz irá refletir sobre os objetos:
diffuseColor - Reflexão da cor que estiver incidindo sobre um objeto. Quanto mais diretamente a luz
incidir sobre a superfície do objeto, mais luz será refletida. É usado para dar cor aos objetos.
ambientIntensity - Especifica quanto da luz ambiente um objeto deve refletir.
shininess e specularColor - Determinam a luminosidade de pontos de reflexão com maior quantidade de
luz . Se o ângulo que a luz incidir for próximo do ângulo de observação, o valor de specularColor é
adicionado ao cálculo de diffuseColor e ambientIntesity. Shininess determina o brilho do objeto. Quanto
maior seu valor, maior o brilho.
emissiveColor - Usado para representar objetos incandescentes. Usado quando todas as outras cores são
preta (0,0,0).
transparency - Determina o grau de transparência do objeto, que varia de 0.0 (totalmente opaco) a 1.0
(totalmente transparente).
Exemplo:
Material {
diffuseColor 0.8 0.8 0.8
ambientIntensity 0.2
specularColor 0 0 0
emissiveColor 0 0 0
shininess 0.2
transparency 0
}
65
Hiperion
Editor de VRML
Diferentemente dos programas CAD, as ferramentas de modelagem 3D não são projetadas para
desenhar um objeto, mas sim para construí-lo.
Os CAD´s - ou outros programas de desenho - trabalham com linhas que correspondem aos traços de
um lápis sobre uma folha de papel. As representações resultantes desse traçado correspondem às
imagens dos objetos obtidas a partir de um determinado ponto de vista, sistema projetivo, técnica de
desenho, etc...
As ferramentas de modelagem 3D, ao contrário, permitem que se gere uma descrição geométrica
tridimensional de um objeto, de forma que ele pode ser manipulado e visto como se existisse nas suas
três dimensões reais.
IMPORTANTE: COMO INSTALAR O HIPERION NO SEU COMPUTADOR
Para que o programa Hiperion rode no seu computador, basta copiar os arquivos para uma pasta
vazia e criar um atalho para lá.
NÃO INSTALE OU RODE SETUP, apenas copie os arquivos descompactados. Uma instalação por
meio do Setup fará com que o Hiperion tenha tempo de uso limitado que não será suficiente para
as tarefas da disciplina.
O QUE É VRML?
VRML (Virtual Reality Modeling Language)é, como o nome diz, uma linguagem de modelamento de
objetos com tecnologia de Realidade Virtual.
Por "modelamento de objetos" entende-se a descrição, para o computador, das características de forma
(geometria, tamanho, posição, orientação, etc.) dos objetos, como se o estivéssemos montando,
esculpindo ou, efetivamente, modelando uma "massa" virtual no espaço e em três dimensões.
A tecnologia de Realidade Virtual permite interagir com o objeto modelado em "tempo real", ou seja, os
movimentos do dispositivo de entrada (mouse, joystick, etc.) são acompanhados simultaneamente de
movimentos do objeto (rotação, translação, etc.) na tela do computador.
Em outras palavras, a Realidade Virtual permite-nos observar (visualizar) o objeto como se o
estivéssemos manipulando à distância por meio de um braço mecânico ou qualquer outro mecanismo e
essa manipulação fosse transmitida ao vivo para um monitor de televisão.
A rigor, VRML é somente um formato de arquivo que descreve objetos.
Teoricamente, os objetos podem conter qualquer coisa, geometria 3D, dados de som
MIDI ou WAV, imagens JPEG, e assim por diante
Um arquivo VRML é um arquivo-texto que pode ser escrito em qualquer editor de texto,
bastando que seja salvo no formato txt, trocando-se depois a extensão para .wrl ao invés
de .txt. (sugestão: isso já foi descrito anteriormente)
66
O QUE É HIPERION
Segundo seus criadores, Hiperion é um "Editor de VRML".
Tendo em vista que um arquivo VRML é um arquivo-texto que será lido e interpretado por um
visualizador, o Hiperion apresenta dois programas lado-a-lado: um editor de textos e um programa ou
"plugin" visualizador que irá mostrar o modelo interativo acabado. Esse visualizador não faz parte do
Hiperion, apenas utiliza a sua janela direita. O visualizador - Cosmo Player, Cortona, etc. - deve ser
instalado aparte para que o programa Hiperion funcione adequadamente.
Figura 1 - tela do Hiperion. À esquerda o editor de texto e à direita o visualizador.
Um arquivo VRML é composto de palavras que descrevem o que se deseja obter ou fazer. Essas palavras
– como em toda linguagem – têm (sugestão: sem acento, conforme nova gramática 2009) uma ordem e
uma sintaxe corretas. O programa Hiperion auxilia a montagem dessa descrição, disponibilizando menus
e botões com ícones para as funções descritivas que, quando apertados, inserem no texto as palavras ou
blocos de palavras na sintaxe correta. Além disso, o programa facilita o fornecimento dos parâmetros
físicos e das propriedades dos objetos (altura, largura, comprimento, posição, cor, reflexão, rugosidade,
etc.) por meio do preenchimento de “fichas” adequadas.
A descrição de um cone verde, por exemplo, resulta no seguinte arquivo-texto VRML
#VRML V2.0 utf8
Shape {
appearance Appearance {
material Material {
diffuseColor 0 1 0
67
}
}
geometry Cone {
height 2
bottomRadius 1
}
}
No Hiperion, esse texto é inserido na janela do editor, simplesmente colocando-se o
cursor nos lugares adequados e apertando, sucessivamente, os botões “Shape”,
“Appearance”, “Material” e “Cone”.
Veja o passo-a-passo logo adiante.
PASSO-A-PASSO
PARA GERAR UM SÓLIDO EM VRML COM AUXÍLIO DO
HIPERION
Na linguagem VRML, toda a descrição da geometria de um sólido está ligada à função, ou melhor, ao “nó”
Shape.
Num modelo VRML simples, a palavra - ou "declaração" - Shape é a primeira, logo depois do cabeçalho
do arquivo.
1. Abra o programa Hiperion – aparecerá uma tela como na fig. 1 acima;
2. clique em Arquivos -> Editar -> VRML 2.0 ( ou tecle F12) para
trocar para a linguagem versão 2.0;
3. clique em Arquivos -> Novo para abrir um novo arquivo-texto (ou aperte F10, ou ainda clique no
botão N ) – abre-se uma janela como na fig. 3;
4. na janela de texto, coloque o cursor em uma linha abaixo da identificação da linguagem
#(VRML V2.0 utf8);
Figura 3 - No editor de textos, Shape é o primeiro comando a ser escrito para um modelo
simples.
68
5. clique na etiqueta “Figuras” e no ícone “Shape” (primeiro
ícone à esquerda);
6. na janela de atributos, marque a palavra
“appearance” e clique OK;
7. no editor de textos, coloque o cursor à
direita da palavra “appearance”, clique na etiqueta “Propriedades” e no ícone “Appearance”
(primeiro ícone à esquerda);
8. na janela Appearance, marque a palavra
“material” e clique OK;
9. no editor de textos, coloque o cursor à direita da palavra
“material” e clique no ícone “Material” (penúltimo à direita);
69
10. na janela de
características dos materiais, ajuste os valores de cor (RGB – Red / Green / Blue) com números
entre 0 e 1, acompanhe a cor resultante e clique OK;
11. no editor de textos, coloque o cursor à direita da palavra
“geometry”, clique na etiqueta “Figuras” e clique no ícone “Cone”;
12. ajuste os valores de raio da base e altura do cone e clique OK;
13. aperte o botão “Visualizar”, dê um nome para salvar o arquivo e
aperte o botão salvar.
Nesse momento, você verá o sólido gerado na janela da direita. Qualquer modificação no arquivo texto
pode ser visualizada instantaneamente simplesmente apertando o botão “Visualizar”. Como se trata de
um texto em um editor de textos, as modificações podem ser feitas diretamente na janela do editor, isto
é, pode-se apagar palavras, corrigir valores, inserir novas funções, etc., escrevendo-as como um texto
qualquer.
70
Para obter mais (sugestão: tirar a palavra mais) melhores resultados e utilizar mais facilmente o editor
Hiperion, é aconselhável entender um pouco mais da linguagem VRML. Veja aqui um pequeno texto
interativo.
71
Iniciando o Cosmo Worlds
72
73
Para importar um objeto para dentro da cena, usa-se o nó
“InLine” a partir do menu “File”.
Escolhe-se o arquivo
por meio da janela
“Import As InLine” e
o objeto virá grudado
ao cursor nas janelas
das vistas
ortográficas ou da
perspectiva. Esse
arquivo (e todos os
outros usados como
InLine, textura, etc.) deve acompanhar o arquivo principal para
poder ser visto em qualquer outro computador. Veja como
colocar o endereço (URL) na figura abaixo.
ESCALA DOS OBJETOS
Os objetos importados podem não estar na mesma escala da cena. Nesse caso, deve-se ajustar o
tamanho, lembrando que o VRML e o Cosmo Worlds usam metro como medida padrão. Pode-se
dimensionar interativamente o objeto movendo os pontos laranja do Bbox, ou parametricamente
mudando os valores do nó “Scale” no texto VRML. A grade (Grid) é um auxiliar valioso para um
dimensionamento interativo.
Apertando a tecla
Shift pode-se puxar os
pontos e alterar a
escala em cada uma
das direções dos
eixos,
individualmente.
Fig. 129 –
Épura:
desenho
resultante das
duas projeções
do sistema
Mongeano:
projeção
vertical ou vista
de frente e
projeção
horizontal ou
vista superior.