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do desenho técnico uma introdução prática e interativa Edison Ferreira Pratini .,..'<ll>W),. I unb_miolo.indd 2 27/02/2014 10:39:43 Fundação Universidade de Brasília Reitor Vice-Reitora Ivan Marques de Toledo Camargo Sônia Nair Báo Diretora Conselho Editorial Ana Maria Fernandes Ana Maria Fernandes – Pres. Ana Valéria Machado Mendonça Eduardo Tadeu Vieira Fernando Jorge Rodrigues Neves Francisco Claudio Sampaio de Menezes Marcus Mota Neide Aparecida Gomes Peter Bakuzis Sylvia Ficher Wilson Trajano Filho Wivian Weller unb_mi olo.indd 3 27/02/2011 [1),39,13 1 do desenho técnico EdlícSo n Fenreíra IPraiblnÍI EDilORA E:JE:j UnB unb_miolo.indd 4 27/02/2014 10:39:43 Equipe Editorial Gerência de produção editorial Capa e diagramação Imagem da capa Supervisão gráfica Marcus Polo Rocha Duarte Beth Nardelli e Fernanda Gomes (Njobs Comunicação) Daniela Rodrigues e Jonatas Bonach (Njobs Comunicação) A woman teaching geometry, from a 14th century illustration attributed to Abelard of Bath Courtesy of Wikimedia Commons Elmano Rodrigues Pinheiro e Luiz A. R. Ribeiro Copyright © 2014 by Editora Universidade de Brasília Impresso no Brasil Direitos exclusivos para esta edição: Editora Universidade de Brasília SCS, quadra 2, bloco C, nº 78, edifício OK, 2º andar, CEP 70302-907, Brasília, DF Telefone: (61) 3035-4200 Fax: (61) 3035-4230 Site: ww w .editora.un b .br E mail: contato@editora.un b .br Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação poderá ser armazenada ou reproduzida por qualquer meio sem a autorização por escrito da Editora. Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Central da Universidade de Brasília Pratini, Edison Ferreira. P912 Do desenho técnico a modelos 3D / Edison Ferreira Pratini. – Brasília : Editora Universidade de Brasília, 2014. 156 p. ; 21 cm. ISBN 978-85-230-1107-9 1. Desenho técnico. 2. Representação gráfica. 3. Modelos 3D. 4. Animação. 5. Realidade virtual. I. Título. CDU 744 http://www.editora.unb.br/ mailto:contato@editora.unb.br agradecimentos A escrita de um livro é um trabalho de criação e gestação que, mais do que os outros – ter um filho e plantar uma árvore -, envolve contribuições de muitos, desde os que estudaram, pesquisaram e desenvolveram o conhecimento, lançaram as ideias, buscaram ou forneceram a informação, até os que ajudaram na concretização da obra, patrocinando, criticando, incentivando, revisando, sugerindo, editorando e executando outras tantas tarefas até a publicação. No caso desta obra, existem ainda aqueles que contribuíram voluntaria ou involuntariamente por meio da utilização do material didático interativo que deu origem ao livro e que mostrou o acerto ou as correções para o caminho tomado na metodologia de ensino. São tantos alunos e professores ao longo dos anos que seria difícil nomeá-los sem incorrer na injustiça da omissão. Agradecerei nominalmente, portanto, apenas algumas pessoas que foram fundamentais à conclusão deste meu primeiro livro: Minha esposa Marina que só tem palavras de incentivo, é minha crítica e conselheira de plantão e “viaja” comigo nos meus projetos e sonhos mais ousados. A Prof.ª Ana Magda Alencar Correia – que revisou o livro, apontou inconsistências e me fez incluir muitas de suas sugestões e anotações. Os professores – atuais e passados - da área de Representação Gráfica do EnC/UnB, particularmente professor Eleudo, que comigo coordena minha outra criação e viagem: o *Laboratório de Visualização, Interação e Simulação – L-VIS, do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da UnB. Os muitos estudantes, estagiários e colaboradores do L-VIS que ajudaram a dar a forma atual ao material no CD-ROM. E não posso esquecer o DEG – Decanato de Ensino de Graduação da UnB que patrocinou este livro, a Editora UnB, a Njobs Comunicação, o Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da UnB e a própria UnB, bem como as agências de fomento – FAP-DF, CAPES e CNPq – que contribuem para que as ideias e pesquisas se desenvolvam e vão adiante. Por último, embora não diretamente ligado à conclusão da obra, sinto que, nas raízes da minha rica formação de Arquiteto, devo agradecer aos professores da Faculdade de Arquitetura da Universidade Federal do Rio Grande do Sul que me ampliaram os horizontes do mundo, da ciência e das coisas. Brasília, 5 de julho de 2013. Edison Ferreira Pratini *ww w .lvis.un b .br http://www.lvis.unb.br/ sumário APRESENTAÇÃO..........................................................................................................9 INT R ODUÇ Ã O ........................................................................................................... 13 A EXECUÇ Ã O D O C D - R OM ....................................................................................... 15 CA P ÍTU L O 1 O s inst r umentos de desenho na p r ancheta e no papel .......................................................... 23 CA P ÍTU L O 2 P rincípios do desenho técnico .............................................................................................. 27 CA P ÍTU L O 3 O que são perspecti v as ................................................................................................................ 43 CA P ÍTU L O 4 A p r ática do desenho técnico ................................................................................................ 59 CA P ÍTU L O 5 Cortes e r ep r esentações de co r tes ............................................................................................... 89 CA P ÍTU L O 6 R otação ........................................................................................................................ 97 CA P ÍTU L O 7 P a r a entender escalas e escalímet r os ....................................................................................... 103 CA P ÍTU L O 8 D esenhos, imagens e modelos 3D edito r es de imagens, CADs e modelado r es 3D ............ 119 CA P ÍTU L O 9 M odelando em VRML (por que VRML?) ............................................................................ 129 unb_miolo. indd unb_miolo.indd 9 27/02/2014 10:39:43 apresentação e escopo deste livro A partir dos anos 1990, pesquisadores, estudiosos e professores das áreas de Geometria e de representação gráfica começaram a discutir os caminhos e o futurodessas disciplinas frente aos recursos computacionais cada vez mais presentes nos escritórios de arquitetos, engenheiros, designers e outros. Pensava-se que a disseminação dos computadores e de seus recursos de desenho poderia tornar dispensável o ensino teórico das Geometrias e prático do desenho à mão livre ou com instrumentos na prancheta. Efetivamente, os recursos computacionais da modelagem 3D, por exemplo, permitem resolver facilmente problemas geométricos de estudo e da vida real. Já os programas de desenho – CADs e similares 2D – não resolvem problemas, mas são auxiliares valiosos no traçado dos desenhos que mostram as soluções dos problemas. No entanto, em quase todas as universidades brasileiras, os alunos das disciplinas de representação gráfica – geralmente introdutórias – costumam vir do ensino médio com pouco ou nenhum conhecimento prévio de Geometria ou teoria, técnicas e processos de desenho. O computador e seu instrumental de desenho, nas mãos desses alunos, são uma “caixa-preta” que não ajuda a aprender e compreender a linguagem do desenho técnico. No fim dos anos 1990, dois anos de experiência de ensino de desenho técnico utilizando um programa CAD na Universidade de Brasília foram suficientes para mostrar que os alunos envolviam-se mais com o programa e seus comandos do que com o aprendizado e compreensão da linguagem do desenho técnico e sua operacionalização. apresentação e escopo deste livro 9 unb_miolo.indd 10 27/02/2014 10:39:44 Este livro reflete a mudança de metodologia implementada a partir de 2000 em uma nova disciplina de desenho técnico: • os programas CAD deixaram de ser utilizados como instrumento de desenho; • há uma ênfase no exercício do desenho à mão livre e com instrumentos, na prancheta; • há uma mescla do desenho técnico com exercícios de visualização em compu- tador e conhecimentos introdutórios à computação gráfica e à realidade virtual. O resultado é um curso denso e compacto de desenho técnico: em um único semestre são ministrados e praticados os conhecimentos básicos da disciplina – projeções, vistas ortográficas, perspectivas, cortes, rotação, cotagem, escalas, normas técnicas, etc. – simultaneamente com pinceladas de desenho em CAD e uma imersão na modelagem 3D por meio da construção de modelos elaborados com linguagem e programas de realidade virtual. Para que toda essa carga de conhecimentos fosse mais facilmente digerida e exercitada, revelou-se necessário criar e desenvolver um material didático mais moderno e eficiente do que os livros tradicionais das áreas de desenho técnico e informática. Mais ainda porque o conhecimento ministrado está disperso em uma quantidade de fontes nem sempre acessível ou no nível dos alunos. Foi criado, então, um conjunto de materiais que inclui recursos computacionais animados e interativos. O conhecimento está complementarmente reunido em um CD- ROM que contém teoria, exemplos, explicações detalhadas e exercícios na forma de desenhos, animações 2D e 3D, modelos 3D animados e interativos, além de exemplos explicados passo a passo, de maneira que o estudante pode ir adiante ou voltar na resolução dos problemas. Todos os exercícios são apresentados na forma tradicional de desenho técnico, mas incluem 10 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 11 27/02/2014 10:39:44 respostas e resoluções com modelos 3D interativos e, às vezes, animados. Além do mais, todos os programas necessários para o aprendizado e o desenvolvimento da disciplina têm uma versão livre ou shareware incluída no CD-ROM. Este livro e o CD-ROM são, portanto, complementares, e formam um conjunto de material didático que trata de introduzir as bases teóricas do desenho técnico, mais do que o estudo caso a caso. Não se pretende aprofundar ou esgotar os conhecimentos ministrados, mas sim dar uma base de entendimento das técnicas e processos tanto do desenho técnico quanto dos modernos recursos da informática. Espera-se que essa base sirva, em qualquer curso de desenho técnico, como degrau para a construção do conhecimento e que, por dar a saber o que se passa genericamente por trás dos menus e das imagens dos programas, auxilie no uso exploratório, consciente e intencional dos recursos computacionais. apresentação e escopo deste livro 11 unb_miolo. indd 12 unb_miolo.indd 13 27/02/2014 10:39:44 introdução A finalidade primária do ensino do desenho técnico como base da representação gráfica é o aprendizado de um método de representação aceito e compreendido no mundo inteiro. Como consequência direta, desenvolve-se no aluno a imaginação construtiva, a capacidade de perceber e pensar em três dimensões, de “...visualizar com rapidez e precisão, e construir uma clara imagem mental, requisito necessário ao desenhista que queira representar seus pensamentos no papel”. (FRENCH, 1969). O desenho é uma linguagem e, como toda linguagem, para ser usada corretamente e compreendida por todos, tem as suas regras próprias. O desenho técnico é também uma linguagem, e tem regras ainda mais estritas que o desenho genérico. O método de representação em projeções ortogonais do desenho técnico é uma extensão do método da Geometria Descritiva (criado por Gaspar Monge, no século XVIII), que permitiu a representação precisa, a leitura clara e inequívoca, e a reprodução exata dos objetos. Esse método foi um dos fundamentos que permitiram acontecer a Revolução Industrial. Os instrumentos de desenho variam – lápis, caneta nanquim, esquadros, régua paralela, programas CAD em computador, etc. – mas o conhecimento básico de desenho, da construção e traçado de perspectivas, das coordenadas cartesianas, e o método de representação em projeções ortogonais e sua consequente técnica de construção e leitura dessas projeções ainda continuam válidos e utilizados extensivamente nos mais modernos recursos computacionais. introdução 13 unb_miolo.indd 14 27/02/2014 10:39:44 Este livro atesta a validade desses conhecimentos básicos, na medida em que são a base de uma metodologia desenvolvida a partir de 2000 para disciplinas de desenho técnico cujo resultado é um curso denso e compacto: em um único semestre é ministrado e praticado o desenho técnico básico – projeções, vistas ortográficas, perspectivas, cortes, rotação, cotagem, escalas, normas técnicas, etc. –, simultaneamente com pinceladas de desenho em CAD e construção de modelos 3D. Buscando ir além do mero uso de programas computacionais, são ensinados ainda princípios de programação na linguagem VRML (Virtual Reality Modeling Language ou Linguagem de Modelamento em Realidade Virtual) que, por ser fácil, descritiva e didática, é introdutória às técnicas e tecnologias de modelagem e inicia o aluno no que está por trás, nas bases, dos programas de computação gráfica. Esse conhecimento e exercício são especialmente importantes como introdução aos procedimentos BIM (Building Information Modeling ou Modelagem da Informação da Construção) que têm-se tornado quase obrigatórios na bagagem dos alunos e profissionais da área. O livro detalha e aprofunda o conhecimento complementarmente reunido no CD- ROM que o acompanha: exemplos e exercícios e provas na forma de desenhos, animações 2D e 3D, modelos 3D animados e interativos, além de exemplos explicados passo a passo, de maneira que o estudante pode ir adiante ou voltar na resolução dos problemas. Todos os exercícios são apresentados na forma tradicional de desenho técnico, mas incluem respostas e resoluções com modelos 3D interativos e, às vezes, animados. O livro e o CD-ROM são, portanto, complementares, e formam um conjunto de material didático que busca introduzir as bases teóricas e práticas do desenho técnico, mais do que o estudo caso a caso. Não se pretende esgotar os conhecimentos ministrados, mas fazer entender os princípios tanto do desenho técnico quanto dos modernos recursos da informática. 14 do desenho técnico a modelos 3D | EdisonFerreira Pratini a execução do CD-ROM unb_miolo.indd 15 27/02/2014 10:39:46 unb_miolo. indd 16 unb_miolo.indd 17 27/02/2014 10:39:46 o conteúdo e a execução do CD O CD-ROM que acompanha este livro é o complemento interativo do seu conteúdo: o livro detalha e aprofunda o conhecimento complementarmente reunido no CD-ROM, que inclui exemplos e exercícios na forma de desenhos, animações 2D e 3D, modelos 3D animados e interativos, além de exemplos explicados passo a passo, de maneira que o estudante possa ir adiante ou voltar na resolução dos problemas. Todos os exercícios são apresentados na forma tradicional de desenho técnico, mas incluem respostas e resoluções com modelos 3D interativos e, às vezes, animados. Além disso, todos os programas de computador usados nas disciplinas que deram origem a este livro têm uma versão livre incluída no CD-ROM. a execução do CD-ROM 17 unb_miolo.indd 18 27/02/2014 10:39:48 A execução do CD-ROM Para executar o CD-ROM, ver e interagir com os objetos 3D e as animações 3D em ambiente Windows proceda como a seguir: 1. O CD-ROM é auto executável e pedirá para executar o programa “Desenho Técnico.exe”. Siga os passos indicados; 2. OU, abra o CD-ROM com o Windows Explorer ou Google Chrome e execute o arquivo index.html. Siga os passos indicados. Você deverá ver a tela a seguir. IMPORTANTE Para ver e interagir com as animações e com os objetos em Realidade Virtual, você deverá ter instalado o visualizador CosmoPlayer ou Cortona como explicado acima. Caso tenha problemas na instalação ou visualização dos modelos 3D interativos, ou para sistemas com o Windows Vista, Linux ou Mac OS X, escreva para pratini@un b .b r para que nós possamos corrigir e aprimorar esses recursos. 18 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini mailto:pratini@unb.br unb_miolo.indd 19 27/02/2014 10:39:49 Os itens do menu Exercícios a) Exercícios Aqui estão disponibilizados quatro tipos de exercícios de aulas e provas anteriores, todos com resolução tanto em desenho quanto com modelos 3D interativos. Esses modelos permitem visualizar o objeto de todos os ângulos possíveis, bastando usar o botão esquerdo e mover o mouse: • identificação do objeto a partir das suas vistas ortográficas e desenho de sua perspectiva; • desenho das vistas ortográficas a partir de uma perspectiva; • desenho de uma perspectiva a partir das coordenadas dos vértices do objeto; • execução de cortes. unb_miolo.indd 20 27/02/2014 10:39:49 a execução do CD-ROM 19 unb_miolo.indd 20 27/02/2014 10:39:52 • Aulas & animações Este é o item mais valioso do CD-ROM. Quase todo o conteúdo do livro tem aqui um item correspondente, interativo e/ ou animado. Como apoio à teoria e à prática de aula, foram elaboradas animações em desenho e com os modelos 3D interativos. 20 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 21 27/02/2014 10:39:52 • Trabalhos de alunos Neste item são mostrados exemplos de modelos 3D executados por alunos na linguagem VRML durante e no final de um semestre do curso de desenho técnico. • Extras Este item inclui uma biblioteca de objetos VRML 3D, tutoriais sobre os programas utilizados e sobre a linguagem VRML, passo a passo. • Instalação de programas Os programas utilizados nas disciplinas são do tipo freeware ou shareware, sempre de fácil aprendizado e utilização. Lembre-se: o CD-ROM é o complemento interativo do seu livro. Use e abuse dele! a execução do CD-ROM 21 unb_miolo.indd 22 os instrumentos de desenho na prancheta e no papel CAPÍTULO 1 unb_miolo.indd 23 27/02/2014 10:39:54 unb_miolo. indd 24 unb_miolo.indd 25 27/02/2014 10:39:55 os instrumentos de desenho na prancheta e no papel Um material de desenho de boa qualidade poderá durar e manter-se preciso por muitos anos, às vezes uma vida inteira. Material básico para o curso de desenho técnico: • lapiseiras 0,3mm e 0,7mm, com grafite de dureza HB: os me- lhores grafites (que quebram menos) são os da marca Pentel; • compasso de 100mm a 150mm; • esquadros lisos, de acrílico, de 30º e 45º, sem graduação, com a medida da hipotenusa maior do que 30cm; • escalímetro (régua graduada de perfil triangular) número 1 que contém as escalas 1:20, 1:25, 1:50, 1:75, 1:100 e 1:125; • borracha plástica para desenho ou lapiseira-porta- borracha; • papel sulfite tamanho A4; • fita mágica 3M - adesiva invisível. Figura 1-1 – Escalímetro número 1. unb_miolo.indd 26 27/02/2014 10:39:55 os instrumentos de desenho na prancheta e no papel 25 Veja Animações e os que Figura 1-2 – Tela da animação “O uso dos esquadros e os traçados de precisão” presente no CD-ROM, item Animações. Aprendendo a usar os esquadros 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 certa prática que, uma vez dominada, irá permitir traçados de perpendiculares, paralelas, ângulos de 30º, 45º, 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, encos- tando e pressionando suavemente, mas com firmeza, con- tra a borda do papel; CD-ROM • apoie o outro esquadro sobre o primeiro e trabalhe des- lizando 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 as duas indicações 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 para traçar. 26 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini princípios do desenho técnico CAPÍTULO 2 unb_miolo.indd 27 27/02/2014 10:39:57 unb_miolo.indd 28 unb_miolo.indd 2 27/02/2014 10:39:57 princípios do desenho técnico A base do desenho técnico é um método de representação por projeções que tem origem na Geometria Descritiva, criada por Gaspar Monge, no século XVIII. Essas projeções são desenhos que descrevem os objetos de maneira 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 de projeção e do verbo projetar, interessam os seguintes: pro.je.tar 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. pro.je.ção sf (lat projectione) 1 Ato ou efeito de projetar. 3 Ato de projetar uma imagem sobre uma superfície. 4 Imagem assim formada. 5 Exibição de um filme cinematográfico, projetando as suas imagens sobre uma tela. 6 Geom Figura que se obtém fazendo incidir sobre um plano perpendiculares tiradas de todas as extremidades das linhas de outra figura. P. ortogonal: aquela em que as retas projetantes são perpendiculares ao plano de projeção, também chamada projeção ortográfica. Michaelis - Moderno Dicionário da Língua Portuguesa Veja e interaja com os modelos no CD-ROM item Aulas & Animações. princípios do desenho técnico 29 unb_miolo.indd 3 27/02/2014 10:39:58 Portanto, em Geometria, projetar significa obter graficamente por meio de pro- jeções – sobre um plano, uma tela, um anteparo ou papel – a representação de uma figura ou um objeto real ou concebido, situado no espaço tridimensional. ATENÇÃO: usa-se o termo projeção tanto para designar o ato de projetar quanto para nomear a própriafigura projetada. CD-ROM Figura 2-1 – No primeiro caso, o plano de projeção funciona como uma tela que recebe a “sombra” ou a imagem por meio de “raios” (retas projetantes) que passam pelo objeto. Figura 2-2 – 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. Uma projeção (figura projetada) pode ser obtida das seguin- tes maneiras: • pela projeção (ato de projetar) de uma “sombra” sobre um plano além do objeto (Figura 2-1); • pelo registro da figura sobre um plano de projeção trans- parente que está entre o observador e o objeto (Figura 2-2). Projeções Cônicas Quando a fonte de luz que projeta a imagem do objeto está a uma distância finita (Figura 2-1), o caminho dos raios luminosos é divergente, formando um cone a partir da fonte até o plano de projeção – ou plano do quadro. Essa divergência dá origem ao nome projeção cônica. Nesse caso, 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. unb_miolo.indd 4 27/02/2014 10:39:58 30 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 31 27/02/2014 10:39:58 Igualmente, 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 nos pontos onde ele corta os raios – ou retas – projetantes (Figura 2-2, Figura 2-3 e Figura 2-4). Aqui também 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 no plano do quadro. Em ambos os casos, portanto, 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 Figura 2-3, note que o plano do quadro mais próximo do observador resulta em uma imagem menor do que aquela formada com o plano do quadro mais próximo do objeto, como na Figura 2-4. Plano do quadro Plano do quadro Tamanho da imagem Tamanho da imagem Figura 2-3 – Obtenção da imagem por transparência: plano do quadro próximo do observador. Figura 2-4 – Obtenção da imagem por transparência: plano do quadro afastado do observador e próximo do objeto. Essa técnica de obter a imagem é chamada de 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 se mostram com muitas deformações dimensionais em relação ao objeto original e as variações de tamanho apontadas acima introduzem muitas variáveis no registro da imagem e de suas medidas. unb_miolo.indd 32 27/02/2014 10:39:58 princípios do desenho técnico 31 unb_miolo.indd 32 27/02/2014 10:39:59 CD-ROM Projeções paralelas: a base das projeções ortográficas Se o observador estiver a uma distância infinitamente grande do objeto, (Figura 2-5), os raios de luz refletidos que atingem seu olho podem ser considerados paralelos entre si. Situando o plano do quadro entre o observador e o objeto, obtêm-se imagens cuja forma e tamanho independem da distância do objeto em relação ao plano. Além disso, se o plano de projeções for colocado ortogonalmente aos raios refletidos do objeto, as imagens resultantes serão projeções ortográficas, também chamadas projeções ortogonais. 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. Figura 2-5 – Observador teoricamente no infinito – projeção cilíndrico-ortogonal. Figura 2-6 – Fonte de projeção teoricamente no infinito – projeção cilíndrico-ortogonal (na figura, os raios parecem ser convergentes porque a imagem é resultado de uma projeção cônica na tela do computador). 32 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini 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. Veja no CD-ROM, item Aulas & Animações, Capítulo 2 - as animações 3D interativas das imagens ao lado. Figura 2-7 – Projeção vertical ou vista de frente. Figura 2-8 – Projeção horizontal ou vista de cima. Os quatro quadrantes definidos pela interseção desses planos no mundo tridimensional são chamados diedros. O objeto a ser representado pode estar situado 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 - Figura 2-7) para a vista de frente, e acima do plano horizontal (nos quadrantes do 1º e 2º diedros - Figura 2-8) para a vista de cima. Observe nas Figuras 2-7 a 2-9 que as imagens do objeto sobre os planos vertical e horizontal (vistas ortográficas de frente e de cima), no 1º diedro, são resultado de projeções sobre eles. No 2º diedro (Figura 2-10), 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. princípios do desenho técnico 33 unb_miolo.indd 34 27/02/2014 10:40:01 Veja e interaja no CD-ROM, item Aulas & Animações - estas e outras imagens e animações dos rebatimentos de planos da Geometria Mongeana em animações 3D. Figura 2-9 – Posição do objeto e suas projeções horizontal (vista de cima) e vertical (vista de frente) no 1º diedro. Figura 2-10 – No 2º diedro, 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. Figura 2-11 – No 3º diedro, ambas as vistas são formadas por transparência sobre os planos de projeção. Figura 2-12 – No 4º diedro, 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 duas vistas obtidas de um mesmo sólido. Essa planificação – cujo resultado se chama épura – foi feita articulando os planos na sua linha de interseção e efetuando o rebatimento de um plano sobre o outro (Figura 2-13 a Figura 2-16). unb_miolo.indd 35 27/02/2014 10:40:01 34 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 35 27/02/2014 10:40:02 Veja no CD-ROM as imagens interativas dos rebatimentos. Figura 2-13 – Rebatimento com o objeto no 1º diedro. Figura 2-14 – Rebatimento com o objeto no 2º diedro. Figura 2-15 – Rebatimento com o objeto no 3º diedro. Figura 2-16 - Rebatimento com o objeto no 4º diedro. Note que no 2º e no 4º diedros ambas as projeções (vistas ortográficas de frente e de cima) coincidem e se confundem em função do rebatimento de um plano sobre o outro. Essa coincidência de imagens faz com que não se use posicionar o objeto no 2º ou no 4º diedros. princípios do desenho técnico 35 unb_miolo.indd 36 27/02/2014 10:40:02 A Norma Brasileira NBR – 10067 recomenda que o objeto seja colocado no 1º diedro. Figura 2-17 – Elementos do sistema Mongeano. Objeto no 1º diedro. Figura 2-18 – Épura: desenho resultante da planificação do sistema pelo rebatimento de um plano sobre o outro. 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 (Figura 2-17). Um objeto posicionadono 1º diedro é projetado de tal forma que, em épura, a vista frontal fica representada acima da Linha de Terra e a vista superior (“de cima” ou “de topo”), abaixo da Linha de Terra (Figura 2-18). A parte da Geometria que estuda esse sistema ficou conhecida pelo nome de Geometria Descritiva. Para diferenciar as arestas que estão voltadas para o observador (arestas vi- síveis) das arestas invisíveis – que estão escondidas pelas faces do objeto –, desenham-se as arestas invisíveis com linhas tracejadas. 36 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 37 27/02/2014 10:40:03 Vistas ortográficas ou ortogonais Com o desenvolvimento dos métodos de representação, foram adicionados mais planos de projeção auxiliares ao 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. Na Figura 2-19, um desses planos foi colocado à direita do objeto posicionado no 1º diedro. Esse plano recebe a projeção da face esquerda do objeto, o que resulta em sua vista ortográfica lateral esquerda. CD-ROM Girando 180º em torno do eixo vertical o modelo 3D interativo mostrado na Figura 2-19, 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. Portanto: no 1º diedro, a vista lateral esquerda é projetada em um plano à direita do objeto e a vista de cima é projetada no plano horizontal que fica abaixo do objeto. Na planificação do sistema, a vista superior fica abaixo da vista frontal e a vista lateral esquerda fica à direita da vista frontal (Figura 2-22 - NBR– 10067). Para entender a formação de todas as vistas ortográficas – frontal, laterais, superior, inferior e posterior –, veja a figura 2-20: o objeto – uma pirâmide de arame – está no centro de um cubo que forma 6 planos de projeção. CD-ROM Figura 2-19 – Triedro formado por três planos perpendiculares entre si. Esses planos permitem obter as vistas frontal, superior e uma das laterais. Figura 2-20 – Imagem da animação de uma pirâmide no centro de um cubo semitransparente (CD-ROM, Aulas & Animações – Capítulo 2). unb_miolo.indd 38 27/02/2014 10:40:03 princípios do desenho técnico 37 Se a pirâmide da Figura 2-20 estiver no 1º diedro, as vistas serão obtidas por projeção das suas faces nas paredes internas do cubo, considerando que ela 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 as faces do cubo, ou seja, serão desenhos daquilo que um observador vê, estando situado teoricamente no infinito. É necessário lembrar que, de fato, o observador real nunca estará infinitamente afastado mas que, sendo uma distância relativamente grande em relação ao objeto representado, os raios do feixe cônico que atinge seu olho podem ser considerados como paralelos. Pela própria construção do sistema de projeções, existe uma rígida relação de forma, posicionamento e dimensões entre as vistas ortográficas de um mesmo objeto, e entre elas e o objeto no espaço. Essa relação implica que, se o objeto muda de posição no espaço, todas as vistas mudarão como ele. Figura 2-21 – Objeto colocado em um triedro e os alinhamentos entre ele e suas projeções. A Figura 2-21 mostra os alinhamentos de uma vista com a outra e delas com o próprio objeto projetado. Pode-se ver, por exemplo, que no desenho em papel a vista de cima é necessariamente alinhada na vertical com a vista frontal, o que implica dizer que a largura das duas vistas é, obrigatoriamente, a mesma. 38 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini A F B 3 Da mesma forma, as vistas laterais são, necessariamente, alinhadas na horizontal com a vista frontal, resultando que as alturas das projeções de todos os vértices são as mesmas – e assim por diante. Pela construção do sistema, as vistas não podem ser desenhadas em qualquer lugar, independentes umas das outras. Devido à planificação do cubo, elas resultam e devem obedecer, obrigatoriamente, às posições descritas na Norma Brasileira NBR - 10067 (veja Figura 2-22). A Norma Brasileira da ABNT NBR-10067 – Princípios Gerais de Representação em Desenho Técnico, de maio de 1995 – recomenda que os objetos sejam colocados no 1º diedro e mostra como é feito o rebatimento para a planificação dos planos de projeção. Devido a essa planificação do cubo, as vistas têm uma posição definida no papel, segundo o desenho abaixo: E E D C Z C A Y • “A” é a vista frontal do objeto; D X • “B” é a vista superior; 1 2 F • “C” é a vista lateral esquerda; B 4 • “D” é a vista lateral direita; • “E” é a vista inferior; • “F” é a vista posterior. Figura 2-22 – Planificação do cubo e posição relativa entre as vistas com o objeto colocado no 1º diedro. princípios do desenho técnico 39 unb_miolo.indd 40 27/02/2014 10:40:04 As vistas são desenhadas umas em relação às outras, em um processo claro e preciso de transferência de pontos por meio de linhas auxiliares de construção, como nas Figuras 2-24 e Figuras 2- 25. As linhas de construção devem ser finas, claramente diferenciadas das linhas que representam as arestas dos objetos, as quais devem ser mais marcadas. O processo de desenho das vistas ortográficas é abordado em detalhe no Capítulo 4 e nos passo-a-passo presentes no CD-ROM. Veja no CD-ROM uma animação interativa. Figura 2-23 – Veja no Capítulo 2 do CD-ROM, item Aulas & Animações, este modelo 3D interativo e animado que mostra a planificação do cubo que envolve um objeto. 40 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 41 27/02/2014 10:40:04 Exemplos de desenho de vistas Figura 2-24 – Exemplo de desenho à lapiseira de vistas de um objeto. Figura 2-25 – Exemplo de desenho à lapiseira de vistas de um objeto. princípios do desenho técnico 41 unb_miolo. indd 42 o que são perspectivas CAPÍTULO 3 unb_miolo.indd 43 27/02/2014 10:40:06 unb_miolo. indd 44 unb_miolo.indd 45 27/02/2014 10:40:06 o que são perspectivas Figura 3-1 – Desenho infantil que mostra três fachadas em uma só representação. Elaboração: Gabriel Pratini. O termo perspectiva é usado para designar desenhos ou imagens que procuram representar, em duas dimensões e com riqueza de detalhes, os objetos na sua tridimensionalidade, como nós os vemos. Assim como as vistas ortográficas, uma perspectiva é o resultado de uma projeção na qual se posiciona o objeto de forma que a imagem final mostre riqueza de detalhes, aspectos essenciais ou, simplesmente, aspectos estéticos importantes. o que são perspectivas 45 unb_miolo.indd 46 27/02/2014 10:40:06 A sequência de imagens abaixo (veja animação na aula de perspectivas do CD-ROM) resulta em uma perspectiva pela rotação do objeto em torno de 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. Figura 3-2 – A rotação de um objeto em torno dos eixos X e Y resultou em uma imagem em perspectiva. CD-ROM Uma perspectiva é, portanto, um caso particular no estudo das projeções e pode ser obtida pela mudança de posição do objeto em relação ao observador (ou ao sistema de projeções) ou pela mudança de posição do observador (ou do sistema de projeções) em relação ao objeto. As perspectivas podem ser cônicas, ou cilíndricas – também chamadasparalelas. 46 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 47 27/02/2014 10:40:08 A perspectiva cônica – resultado de projeções cônicas – produz a imagem mais real que se pode ter, com um, dois ou três pontos de fuga*. É dessa forma que nós enxergamos. As perspectivas artísticas geralmente são perspectivas cônicas. Veja no CD-ROM, item Aulas & Animações, os modelos interativos e/ou animações a respeito de projeções cônicas e paralelas no Capítulo 2, e de Perspectivas no Capítulo 3. Figura 3-3 – 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). Figura 3-4 – 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 teoricamente no infinito. Figura 3-5 – Perspectiva cônica. Figura 3-6 – Perspectiva cilíndrica ou paralela. * Pontos de fuga são pontos virtuais no espaço para onde as linhas ou arestas de largura, altura e profundidade dos objetos parecem convergir. o que são perspectivas 47 Perspectiva cônica com um ponto de fuga Veja no CD-ROM animações de desenhoes de perspectiva. Figura 3-7 – 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 em relação aos eixos X e Y. Perspectivas cônicas com dois e três pontos de fuga Figura 3-8 – Imagem da animação do desenho de uma perpectiva com dois pontos de fuga. Figura 3-9 – Imagem da animação do desenho de uma perpectiva com três pontos de fuga. Nestas perspectivas, as linhas de fuga convergem para pontos de fugas preestabelecidos no desenho. Na perspectiva com dois pontos de fuga são as linhas de profundidade que vão para esses pontos, enquanto as alturas se mantêm 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, e para pontos de vista (olho do observador) acima ou abaixo do objeto, respectivamente. 48 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 49 27/02/2014 10:40:09 Embora as perspectivas produzidas por projeções cônicas resultem em desenhos realísticos, mais aproximados daquilo que o olho humano vê, não são usadas em Desenho Técnico porque contêm deformações perspectivas (reais para a nossa percepção, mas irreais em relação às dimensões do objeto) que dificultam o registro e a transmissão das medidas e proporções reais e exatas de um objeto. Dependendo do ponto de vista (posição e proximidade do olho do observador em relação ao objeto), essas deformações são mais aparentes ou menos aparentes. As perspectivas cônicas com três pontos de fuga da Figura 3-10 mostram que quanto mais próximo do objeto estiver o olho do observador, maior será a deformação perspectiva. Figura 3-10 – O mesmo objeto visto de diferentes distâncias: muito próximo (imagem esquerda), próximo e a média distância (imagem direita). As perspectivas mais usadas em Desenho Técnico – a Cavaleira e a Isométrica – são resultado de projeções cilíndricas, também chamadas paralelas, que não introduzem deformações nas relações de largura, altura e profundidade. A rigor, são perspectivas cujos pontos de fuga estão no infinito. o que são perspectivas 49 unb_miolo.indd 50 27/02/2014 10:40:10 Perspectivas de projeção cilíndrica – ou paralela As projeções cilíndricas – ou paralelas – usadas em Desenho Técnico produzem perspectivas que são facilmente desenhadas e mantêm uma relação precisa nas medidas de altura, largura e profundidade, sem depender de fatores como distância ou localização de pontos de fuga. Figura 3-11 – perspectiva Cavaleira. Figura 3-12 – perspectiva Isométrica. A rigor, a perspectiva Cavaleira é uma perspectiva com um ponto de fuga loca- lizado no infinito. Igualmente, a perspectiva Isométrica é desenhada como uma perspectiva com três pontos de fuga, também localizados no infinito. 50 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 51 27/02/2014 10:40:10 tipos de perspectivas Perspectivas de projeção cônica Usadas para desenhos ou imagens artísticas ou ilustrativas. Nelas, o observador ou fonte de projeção situa-se a uma distância finita. Figura 3-13 – Imagem perspectiva cônica, com três pontos de fuga, do “mundo virtual” Mundo das Projeções. Veja no CD-ROM. Características das perspectivas cônicas • Arestas pertencentes ou paralelas aos eixos de largura, altu- ra e profundidade convergem, entre si, para pontos de fuga que se situam a uma distância finita. • Dependendo da projeção, podem ter um, dois ou três pon- tos de fuga (veja as animações no CD-ROM). • Quanto mais próximos do objeto estiverem o observador ou o centro de projeção, mais próximos se situarão os pontos de fuga e, portanto, maior será a deformação perspectiva. unb_miolo.indd 52 27/02/2014 10:40:10 o que são perspectivas 51 Perspectivas de projeção cilíndrica ou paralela Observador ou fonte de projeção teoricamente no infinito Projeção oblíqua Projeção oblíqua em relação ao plano do quadro Perspectiva Cavaleira Figura 3-14 – Perspectivas Cavaleiras. Características das perspectivas Cavaleiras • Geralmente são desenhadas a partir de uma das vistas orto- gráficas dos objetos; • Eixo das larguras horizontal; eixo das alturas vertical; por uma questão prática – aproveitamento dos ângulos dos es- quadros –, o eixo da profundidade é desenhado a 30º, 45º ou 60º com a horizontal; • Linhas de profundidade desenhadas a 30º, 45º ou 60º com a horizontal (ponto de fuga no infinito); 52 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini • Arestas coincidentes ou paralelas aos eixos de largura, altu- ra e profundidade são desenhadas paralelas entre si; • Arestas paralelas no objeto real são desenhadas paralelas na perspectiva; • As medidas de profundidade sofrem uma redução, cujo valor depende da inclinação das linhas de profundidade: são desenhadas com 1/3, 1/2 ou 2/3 da medida real, res- pectivamente, para as inclinações de 30º, 45º e 60º, na escala escolhida; • As larguras e alturas permanecem em verdadeira gran- deza, ou seja, são desenhadas com as medidas reais, na escala escolhida. Neste livro usamos desenhar a perspectiva Cavaleira com inclinação de 45º com a horizontal e com redução de 50% na medida de profundidade. Projeção ortogonal - axonométrica (medida ao longo dos eixos) Projeção ortogonal em relação ao plano do quadro Perspectiva Isométrica Figura 3-15 – Na perspectiva Isométrica os três ângulos entre os eixos isométricos são iguais a 120º. o que são perspectivas 53 Características das perspectivas Isométricas • Os eixos isométricos de largura, altura e profundidade (X, Y e Z) são desenhados com uma medida angular de 120º entre si. Como o eixo das alturas (Y) é vertical, os outros dois são desenhados a 30º com a horizontal (veja animação no CD-ROM). • Arestas contidas ou paralelas a um dos eixos isométricos (linhas isométricas) são desenhadas paralelas entre si e pa- ralelas ao eixo. • Linhas não contidas ou não paralelas aos eixos isométricos são linhas não isométricas e são desenhadas ligando vértices definidos nas linhas isométricas. • Arestas paralelas no objeto real são desenhadas paralelas na perspectiva. • Larguras, alturas e profundidades são desenhadas com as medidas reais (na escala escolhida) nas direções dos eixos. • Pontos de fuga no infinito. 54 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 55 27/02/2014 10:40:11 Perspectiva Dimétrica Figura 3-16 – Na perspectiva Dimétrica, o eixo Y é vertical e quaisquer dois eixos são desenhados com medidasangulares iguais entre si. O terceiro ângulo é diferente dos outros dois. Perspectiva Trimétrica Figura 3-17 – O eixo Y das alturas é vertical e todos os três ângulos entre os eixos são diferentes. o que são perspectivas 55 unb_miolo.indd 56 27/02/2014 10:40:11 os sistemas de eixos das Isométricas e Cavaleiras Perspectiva Isométrica - 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 em linhas paralelas a eles. Figura 3-18 – A perspectiva Isométrica (medidas iguais sobre os eixos) é desenhada sobre um sistema de eixos que mantêm, no papel, uma distância angular de 120º entre si. Esses eixos podem ser desenhados de diferentes formas, desde que mantenham a distância angular. Figura 3-19 – Em qualquer dos tipos de perspectiva, a origem do sistema de eixos pode estar em qualquer posição mas, para facilitar o traçado, é posicionada preferencialmente em um dos vértices do objeto. Figura 3-20 – Exemplos de posicionamento da origem do sistema de eixos na perspectiva isométrica. 56 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 57 27/02/2014 10:40:12 Perspectiva Cavaleira - a construção de uma perspectiva Cavaleira parte de uma das vistas ortográficas do objeto - normalmente a vista de frente. As medidas contidas no eixo Z de profundidade – ou paralelas a ele – são lançadas a 30º, 45º ou 60º com a horizontal, em linhas paralelas entre si. Y Y Y Y Z Z X X 45º 45º 45º X 45º X Z Z Figura 3-21 – Também na perspectiva Cavaleira, os eixos podem ser desenhados em diferentes posições, desde que mantenham X e Y perpendiculares entre si e a inclinação do eixo Z das profundidades. Vista ortográfica. Projeção oblíqua. Perspectiva Cavaleira, a 45º, sem redução na profundidade. Figura 3-22 – Perspectivas Cavaleiras e suas reduções. Perspectiva Cavaleira, a 45º, com profundidade reduzida em 1/3. Perspectiva Cavaleira, a 45º, com profundidade reduzida pela metade. Novamente: este livro adota a inclinação de 45º, com redução de 50% da medida real de profundidade. Vista ortográfica. Projeção oblíqua. Perspectiva Cavaleira, a 45º, sem redução na profundidade. Perspectiva Cavaleira, a 45º, com profundidade reduzida em 1/3. Perspectiva Cavaleira, a 45º, com profundidade reduzida pela metade. Figura 3-23 – Perspectivas Cavaleiras e suas reduções. o que são perspectivas 57 unb_miolo.indd 58 27/02/2014 10:40:13 perspectivas na computação gráfica Figura 3-24 – Perspectiva cônica e perspectiva axonométrica obtidas de um modelo 3D elaborado com tecnologia de fotogrametria no programa Photomodeler. Esse programa usa pontos definidos pelo usuário para identificar a geometria e as dimensões do objeto a partir de um conjunto de fotografias, e gera um modelo 3D de qualidade fotográfica pela aplicação automática de recortes das imagens originais. Figura 3-25 – Vistas ortográficas de frente, topo e lateral esquerda, e uma perspectiva cônica, no modo de visualização wireframe (figura de arame) em um programa de modelagem 3D. Figura 3-26 –Vistas ortográficas e perspectiva cônica renderizadas (com sombreamento, iluminação e aplicação de texturas). 58 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini a prática do desenho técnico CAPÍTULO 4 unb_miolo.indd 59 27/02/2014 10:40:15 unb_miolo. indd 60 unb_miolo.indd 61 27/02/2014 10:40:15 a prática do desenho técnico A prática da representação gráfica e do desenho técnico envolve uma série de técnicas, regras e processos de geometria e desenho que, neste livro, será mesclada com técnicas e processos em computador: 1. desenho manual, com instrumentos, de uma perspectiva exa- ta, pela plotagem das coordenadas dos vértices de um objeto sobre um sistema de eixos cartesianos desenhado no papel; 2. lançamento das mesmas coordenadas em um sistema CAD, resultando um modelo 3D; 3. desenho manual, com instrumentos, das vistas ortográficas de um objeto a partir da sua perspectiva; 4. desenho manual de perspectiva de um objeto a partir das suas vistas ortográficas; 5. execução de processos auxiliares da visualização e de seu desenvolvimento: cortes e rotação; 6. introdução à visualização do modelo 3D em suas várias vistas ortográficas e possibilidades perspectivas em computador; 7. introdução à modelagem 3D. Essa sequência serve de introdução aos processos do desenho técnico e ao entendimento das bases dos sistemas gráficos 2D e 3D em computador. unb_miolo.indd 62 27/02/2014 10:40:15 a prática do desenho técnico 61 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, o desenho perspectivo obtido pelo lançamento no papel é idêntico à imagem obtida do modelo 3D correspondente, em um programa CAD, com os mesmos parâmetros de projeção. Veja a partir da página 68 exemplos de desenho e lançamento em CAD. Veja no CD-ROM, Seção 4.4 o passo a passo de onde foi extraída esta tela. PROBLEMA: desenhar uma perspectiva exata por lançamento das coordenadas dos vértices de um objeto em um sistema de eixos cartesianos desenhado no papel Y O primeiro passo é desenhar os eixos, de acordo com o tipo de perspectiva pretendido. 120º 120º 120º Neste caso, foi desenhado um sistema de eixos isométricos (os eixos formam 120º entre si) Z X ATENÇÃO: TODOS os exercícios desta disciplina usam o sistema de eixos como mostrado acima, ou seja, X positivo para a direita e Z positivo para a esquerda. Figura 4-1 – Tela inicial do passo a passo sobre o processo de desenho de uma perspectiva, a partir das coordenadas dos vértices de um objeto. 62 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini Como lançar as coordenadas de um ponto A (2; 3; 0) Y Supondo o ponto A, de coordenadas (2 ; 3 ; 0), na sequência X, Y, Z O lançamento é feito como em um gráfico: Y A (2; 3; 0) Z X X Lançando as coordenadas, é obtido o ponto A que pertence ao plano XY. Figura 4-2 – É importante lembrar que o desenho dos eixos desta figura é uma simplificação do triedro formado pelos planos XY, YZ e XZ, definidos pelos eixos X, Y e Z. Figura 4-3 – 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 sobre os planos YZ e XZ, respectivamente. Veja no CD-ROM, Seção 4.4 o passo a passo de onde foi extraídas estas telas. a prática do desenho técnico 63 unb_miolo.indd 64 27/02/2014 10:40:16 Veja no CD-ROM, Seção 4.4 o passo a passo de onde foi extraída esta tela. Encontrando uma quantidade de pontos no espaço Lançamos o valor de X; Y ponto A (2; 3; 4) no espaço Z=4 Y=3 X=2 Ao invés de lançar o valor de Y no eixo Y, lançamos em uma linha paralela a Y, incrementalmente a partir de X=2; Traçando uma paralela a Z a partir de Y=3, lançamos o valor de Z. Essa é a posição doA no espaço. X pontoZ Figura 4-4 – Tela do passo a passo que detalha o processo de desenho de uma perspectiva por lançamento de coordenadas de um poliedro sobre um sistema de eixos cartesianos desenhado no papel. A prática do lançamento de coordenadas em um sistema cartesiano no papel Dadas as coordenadas de vértices e a definição de faces abaixo, desenhar uma perspectiva ISOMÉTRICA do objeto. ATENÇÃO para a posição adotada neste livro quanto ao sistema de eixos: • o eixo X positivo fica para a frente e Y para a direita – recebe as larguras; • o eixo Y é vertical e recebe as alturas; Z X • o eixo Z positivo fica para a frente e para a esquerda – recebe as profundidades. 64 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini VÉRTICES 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)F B H (0;8;2) D (0;8;0) E (0;6;2) C (6;8;0) G (6;8;2) L (2;5;3) K (4;5;3) F (6;6;2) FACES ABCD, EFGH, IJKL, MNOP, QRST ABNMJIRQ, DCGH BCGFON, ADHETQ, ILSR, JKPM T (0;2;6) S (2;2;6) Q (0;0;6) R (2;0;6) P (4;3;5) I (2;0;3) M (4;0;5) A (0;0;0) O (6;3;5) J (4;0;3) N (6;0;5) B (6;0;0) Para obter uma visão perspectiva como um modelo “aramado” do objeto (Figura 4-7 e Figura 4-8), unem-se os vértices de acordo com a tabela de arestas ou faces. Figura 4-5 – Plotando os pontos sobre os eixos desenhados no papel, obtém-se a posição dos vértices do objeto. D H ATENÇÃO: Note que alguns pontos, como M, I, P e L, parecem pertencer a uma mesma aresta, uma vez que resultam sobre a mesma linha vertical. Essa E C G é uma ilusão visual provocada pela posição do observador: as arestas MP e IL L estão em posições diferentes no espaço – como se pode ver pelas coordenadas K dos vértices – mas sobrepõem-se visualmente no desenho. A T S P I O Experimente ligar agora os pontos da Figura 4-6, de acordo com a tabela de Q J R faces abaixo, para ver o objeto resultante. M FACES: ABCD, EFGH, IJKL, MNOP, QRST, ABNMJIRQ, DCGH, BCGFON, ADHETQ, ILSR, JKPM N Figura 4-6 – Conjunto de vértices plotados sobre o sistema de eixos. a prática do desenho técnico 65 unb_miolo.indd 66 27/02/2014 10:40:17 O O próximo passo é verificar a visibilidade do objeto, ou seja, determinar quais arestas são visíveis, quais são ocultas, ou ditas invisíveis. Quando é necessário mostrar as arestas ou trechos de arestas invisíveis, usam-se linhas tracejadas* (Figura 4-8 e Figura 4- 9). D D H H E C E C G G L L F F K K A A T T S P S P I I O B B Q J Q J R M R M N Figura 4-7 – Pontos ligados de acordo com a tabela de faces. N Figura 4-8 – Na determinação da visibilidade, as arestas invisíveis são representadas com linhas tracejadas*. Figura 4-9 – Verificada a visibilidade, o objeto pode ser mostrado com suas linhas invisíveis ou como um sólido, como na Figura 4-10. Figura 4-10 – Resultado do processo: desenho com instrumentos representando o objeto como sólido, sem os eixos e as arestas tracejadas. * O destaque para a palavra tracejadas justifica-se para tentar corrigir o erro generalizado, no Brasil, do uso da expressão linhas pontilhadas para referir- se às tracejadas. Não há qualquer referência a linhas pontilhadas na NBR 8403/1984, Aplicação de linhas em desenhos – Tipos de linhas - Larguras das linhas; na NBR 6492/1994, Representação de projetos de arquitetura ou em qualquer outra norma de Desenho Técnico. Não há emprego, portanto, em Desenho Técnico, no Brasil, para esse tipo de linha. E é erro grave de nomen- clatura o uso de um nome em lugar do outro, já que existe a linha pontilhada em outras áreas do conhecimento e do desenho, para outros usos. unb_miolo.indd 67 27/02/2014 10:40:17 66 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini S Exercício de plotagem Dadas as coordenadas de vértices e arestas abaixo, desenhar uma perspectiva ISOMÉTRICA 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 Y W X V I J K U N L T O M H R P Q D B Z E C X F G Figura 4-11 – Resultado do lançamento de coordenadas. a prática do desenho técnico 67 o exercício da computação gráfica e da modelagem 3D Lançamento de coordenadas e visualização do modelo em um sistema CAD 1. Lançamento das mesmas coordenadas em um sistema CAD, o que resulta um modelo 3D 2. Visualização do modelo 3D em suas várias vistas ortográfi- cas 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 68 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini W S C X 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 um componente tridimensional explícito. Numa edificação, por exemplo, as alturas das paredes para a geração da maquete eletrônica são lançadas 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 – em vez da folha de papel na posição vertical –, têm 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- Y se à largura, altura e profundidade. A inversão do sistema, para eles, pode resultar desastrosa. X Para exemplificar como acontece a inversão no AutoCAD, veja o resultado de três lançamentos do objeto da Figura 4-11: com as coordenadas originais (Figura 8-11); com as coordenadas alteradas para que o objeto resulte na posição original (Figura 8-12); e com as V I J K U N L T O M H R P Q D B coordenadas originais e o sistema de eixos invertido no programa (Figura Z E 8-13). Note que, nos dois primeiros casos, está sendo usado o sistema de F G eixos padrão do AutoCAD, isto é, as alturas resultam no eixo Z. Figura 4-11 – Resultado do lançamento de coordenadas. a prática do desenho técnico 69 unb_miolo.indd 70 27/02/2014 10:40:18 Coordenadas dos vértices originais usadas nas Figs. 4-11, 8-11 e 8-13 Figura 8-11 – Perspectiva NE Isometric Coordenadas dos vértices originais. Figura 8-12 – Perspectiva NE Isometric Coordenadas dos vértices alteradas. Figura 8-13 – Perspectiva SW Isometric - Coordenadas dos vértices originais e eixos rotacionados. Lançamento das coordenadas originais com os eixos rotacionados pelo comando New UCS: rotação de 90º em torno de X e -90º em torno de Y. Perspectiva NE Isometric A (0; 0; 0) M (8; 3; 2) B (8; 0; 0) N (6; 3; 2) C (8; 0; 2) O (6; 3; 4) D (6; 0; 2) P (8; 3; 4) E (6; 0; 4) Q (8; 3; 6) F (8; 0; 4) R (6; 3; 6) G (8; 0; 6) S (4; 2; 6) H (0; 0; 6) T (2; 2; 6) I (2; 2; 0) U (2; 4; 6) J (4; 2; 0) V (0; 4; 6) K (6; 3; 0) W (0; 7; 0) L (8; 3; 0) X (2; 7; 0) Coordenadas dos vértices alteradas usadas na Figura 8-12 Perspectiva NE Isometric A (0; 0; 0) M (2; 8; 3) B (0; 8;0) N (2; 6; 3) C (2; 8; 0) O (4; 6; 3) D (2; 6; 0) P (4; 8; 3) E (4; 6; 0) Q (6; 8; 3) F (4; 8; 0) R (6; 6; 3) G (6; 8; 0) S (6; 4; 2) H (6; 0; 0) T (6; 2; 2) I (0; 2; 2) U (6; 2; 4) J (0; 4; 2) V (6; 0; 4) K (0; 6; 3) W (0; 0; 7) L (0; 8; 3) X (0; 2; 7) 70 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 71 27/02/2014 10:40:18 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 Relembrando: no AutoCAD e programas similares, o processo de lançamento no sistema coordenado – ao contrário do lançamento no papel – não simula a tridi- mensionalidade, é efetivamente tridimensional. Em vez de lançar pontos que serão unidos para representar as arestas, nos CADs as arestas são criadas automaticamente, com a entrada das coordenadas das extremi- dades de um segmento em um comando como Line, por exemplo. Nesse lançamento de extremidades dos segmentos que serão as arestas de um ob- jeto, 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. a prática do desenho técnico 71 unb_miolo.indd 72 27/02/2014 10:40:19 Visualização do modelo 3D O lançamento 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. Figura 8-14 – 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. 72 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 73 27/02/2014 10:40:19 Todos os 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 e outros, 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 despendidos para o desenho convencional – mesmo em CAD – de toda a documentação de um projeto. O lançamento 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 su- perfícies para serem renderizadas, ou volume para ser cortado, etc. 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. a prática do desenho técnico 73 unb_miolo.indd 74 27/02/2014 10:40:19 Portanto: um objeto pode ser descrito pelo conjunto de coordenadas dos seus vértices, os quais servirão para o desenho de perspectiva pelo lançamento em um sistema cartesiano no papel, para o desenho das vistas ortográficas pela construção direta com as medidas, na escala escolhida, ou para a construção de um modelo 3D em computador. Exemplo de descrição de um sólido Veja no CD-ROM, item Exercícios, uma variedade de propostas de problemas, com suas respostas e modelos 3D. A figura abaixo mostra um objeto descrito por meio de coordenadas de alguns de seus vértices e por medidas mostradas em um sistema de grade de referência. Y (0; 6; 0) (2; ... ; ...) (4; ... ; 6) Z X (0; 0; 6) 6; 0; 6) Figura 4-12 – Exemplos de coordenadas dos vértices de um sólido. Veja na página 87 a proposta de um exercício com este objeto 74 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini A F B 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 ABNT NBR-10067 – que resultam da planificação de um cubo cujas faces recebem as projeções do objeto (Figura 4-13 e animações do CD-ROM). E E D C Z C A Y D X 2 F 1 3 B 4 Figura 4-13 – Projeções no primeiro diedro e planificação de um cubo cujas faces recebem as projeções, segundo a norma técnica ABNT NBR-10067. a prática do desenho técnico 75 unb_miolo.indd 76 27/02/2014 10:40:20 Figura 4-14 – Perspectiva isométrica do objeto a ser representado pelas vistas ortográficas. Vista inferior Vista lateral direita Vista de frente Vista lateral esquerda Vista posterior Vista superior Figura 4-15 – Posições relativas entre as vistas no primeiro diedro. Pela própria construção do sistema e planificação do cubo no processo de projeção, as vistas resultam, obrigatoriamente, equidistantes umas das outras, na forma de uma cruz deitada, com a vista de frente ao centro. 76 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini 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 gran- deza, ou seja, sem alterações nas suas medidas em função de inclinações. Vista frontal Vista superior Figura 4-16 – Vistas de frente e superior do objeto colocado paralelo e inclinado em relação ao plano vertical de projeções. Na figura 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. A verdadeira grandeza da face é mostrada na figura à esquerda. a prática do desenho técnico 77 O processo de desenho das vistas ortográficas Na maioria das vezes, são necessárias apenas três ou quatro vistas para que um objeto possa ser completa e corretamente descrito. Vista lateral direita Vista de frente Vista lateral esquerda Vista superior Figura 4-17 – Vistas ortográficas. Neste caso, foram desenhadas as duas vistas laterais apenas para mostrar as diferenças de número de janelas nas fachadas laterais. Para o entendimento da geometria do objeto, bastaria o desenho de uma das laterais juntamente com a vista frontal e a superior. 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 na Figura 4-18 e na Figura 4- 19. Em alguns casos, pode-se desenhar cada uma das vistas completas e depois passar para a outra. Em outros casos (veja o exercício adiante e os detalhes do passo a passo de desenho de vistas do CD-ROM), é necessário trabalhar em todas as vistas simultaneamente para conseguir completar o desenho. 78 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 79 27/02/2014 10:40:21 o o Figura 4-18 e Figura 4-19 – 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 Figura 4-19, 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. Problema:desenhar as vistas de frente, superior e lateral direita do sólido representado por uma perspectiva qualquer. Esta perspectiva não é isométrica, portanto não se pode obter as medidas pelo desenho. As cotas indicam as medidas reais. Outras medidas, como a inclinação, o comprimento e a altura final da rampa, são obtidas no processo de desenho. Nada deve ser calculado, todas as projeções resultam do processo de desenho. Figura 4-20 – Primeira imagem do passo a passo sobre desenho de vistas no CD-ROM. Veja no CD-ROM, item Aulas & Animações, Seção 4.1 um passo a passo do processo completo de desenho deste problema. Figura 4-21 – As posições de vértices podem ser encontradas relacionando o objeto com um paralelepípedo envolvente. unb_miolo.indd 80 27/02/2014 10:40:21 a prática do desenho técnico 79 unb_miolo.indd 80 27/02/2014 10:40:21 Exercício: Dadas as coordenadas dos vértices da Figura 4-11 na página 67 e a correspondente perspectiva reproduzida abaixo, deduza as medidas e: 1. parte 1 - considerando a Frente 1, desenhe as vistas de frente, topo e lateral esquerda do objeto; 2. coloque as letras correspondentes aos vértices da perspecti- va em todos os vértices de todas as vistas; 3. parte 2 - considerando a Frente 2, desenhe as vistas de frente, topo e lateral esquerda do objeto; 4. coloque as letras correspondentes aos vértices da perspecti- va em todos os vértices de todas as vistas. Y W X V I J K U N L T O M H R P S Q D B Z E C X F G FRENTE 1 Figura 4-22. 80 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini FRENTE 2 unb_miolo.indd 81 27/02/2014 10:40:22 as vistas em computação gráfica As vistas ortográficas e a perspectiva da Figura 4-23 na tela de um software CAD não foram desenhadas, são imagens de pontos de vista diferentes de um mesmo objeto (modelo) 3D. De posse do modelo 3D, é possível gerar infinitas imagens de pontos de vista diferentes, como no mundo real. Note que, neste caso, o software apresenta o objeto como um aramado (usualmente chamado wireframe ou figura de arame) e não como um sólido que tem arestas invisíveis. Figura 4-23 – Imagem da tela do AutoCAD mostra numa perspectiva isométrica o resultado da plotagem das coordenadas tridimensionais do objeto e as consequentes vistas frontal, superior e lateral esquerda. a prática do desenho técnico 81 unb_miolo.indd 82 27/02/2014 10:40:22 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. A sequência de operações a seguir partiu de um bloco paralelepípedo de 4 x 5 x 8cm (largura x altura x profundidade). Leia a descrição da modelagem e veja o enunciado do exercício. Exercício criado com base em poliedro do livro Manual Básico de Desenho Técnico, de Speck & Peixoto, 2004, com permissão dos autores. • A primeira operação foi um corte feito a 45º com a vertical, ao longo e até a metade do comprimento da aresta KL (pon- to I), o que determinou a aresta EH (não importa saber a altura dos vértices E e H, pois 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 (Figura 4-25), e completa a operação de de- finição do primeiro volume a ser retirado (Figura 4-24); • a segunda operação foi um corte por um plano inclinado perpendicular ao plano de projeção YZ. Esse plano contém a aresta IO e, passando pelo ponto G (na metade da aresta KD), produziu uma aresta GF, paralela a IO e a DC (Figu- ra 4-25). Essa operação resultou no sólido da Figura 4-26; unb_miolo.indd 83 27/02/2014 10:40:22 82 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 84 27/02/2014 10:40:22 • a terceira operação foi um corte inclinado entre os vértices I, J e H (Figura 4-26), que retirou uma pirâmide que tinha o vértice O como seu ápice (Figura 4-26 e Figura 4-27). Atenção: a grade é horizontal e não isométrica, portanto só contém as me- didas da base. Y Y L I I O O K K 45º G H X F H X E E D Z Z C Figura 4-24. Figura 4-25. Y Y J J I I O G F Z Figura 4-26. X G H F Z Figura 4-27. H X VISTA FRONTAL a prática do desenho técnico 83 unb_miolo.indd 84 27/02/2014 10:40:23 Exercício Tendo por base essa descrição de operações, desenhe as vistas de frente, lateral esquerda e superior do objeto final e coloque letras em todos os vértices em todas as vistas. Acompanhe o desenvolvimento do desenho Figura 4-28 – Começando pela vista de frente: com os dados fornecidos, pode-se traçar apenas o contorno do objeto. Figura 4-29 – Também não é possível completar a vista superior somente com os dados fornecidos. 45º Figura 4-30 – A partir das vistas frontal e superior, pode- se traçar a vista lateral esquerda completa. Figura 4-31 – A partir do desenho completo da vista lateral esquerda, pode-se trazer as posições dos vértices ausentes para as outras vistas. Figura 4-32 – Resultado: as três vistas ortográficas. 84 do desenho técnico a modelos 3D | Edison Ferreira Pratini unb_miolo.indd 85 27/02/2014 10:40:24 a leitura e interpretação das vistas ortográficas Mais do que o desenho, a leitura e a interpretação das vistas ortográficas para o desenho de perspectivas exigem uma série de conhecimentos e habilidades, entre elas: • conhecimento e entendimento do sistema de projeções ortográficas; • conhecimento e entendimento do processo de desenho de vistas; • conhecimento e habilidade na técnica de desenho das perspectivas; • capacidade de abstração e capacidade de visualização. Não há uma maneira “correta” de ler e interpretar as vistas ortográficas. Cada indivíduo tem um processo de raciocínio e visualização diferente, mas a de- manda da capacidade de abstração e visualização é grande. Uma das técnicas menos abstratas de auxílio à interpretação das vistas ortográficas se dá por meio do desenho – em perspectiva – de cada uma das vistas nas faces de um paralelepípedo que envolve o objeto a ser visualizado (Figura 4-33). Figura 4-33 – Sequência de um dos processos de interpretação e desenho de uma perspectiva a partir das vistas. a prática do desenho técnico 85 Veja Animações, a visualização Figura da Figura 4-34 – Vistas ortográficas. Com essa montagem inicial do objeto, podem-se verificar, por exclusão, algumas características da sua estrutura geométrica: • quais – entre as figuras geométricas que representam as fa- ces – 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; e • onde cada par de faces se encontra para formar vértices e arestas. Figura 4-35 – Vistas desenhadas nas faces de um paralelepípedo envolvente do objeto. Figura 4-36 – Perspectiva Isométrica. 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 pers- pectivas mostram os objetos somente por meio de linhas que repre- sentam 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
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