Universidade do MinhoEscola de engenharia Departamento de
Engenharia Mecnica
Sebenta
Tcnicas de CAE\CAM
2009/2010
DesignO design o plano base para a elaborao de qualquer
projecto.Podeserusadotantocomoumnomeoucomo um verbo. Num sentido
mais amplo significa artes
aplicadaseengenharia.Comoverbo,designrefereseao
processodecriaredesenvolveroplanodeum produto, estrutura, sistema
ou componente com uma inteno especfica. Como nome, design
considerado como o plano final (finalidade, desenho, modelo,
descrio) ou como resultadodaimplementaodeumplanosobaformade um
produto final sujeito a um processo de concepo.
Paraestaclassificaooudesignaonoexistemlimites,
podendoirdamodaconstruodearranhacus.
A Capela de todos os Santos na Baslica Catedral de St. Louis, de
Louis Comfort Tiffany. A estrutura e a decorao do edifcio so ambos
exemplos de design.
At conceitos virtuais como identidade corporativa e tradies
culturais como a celebrao de determinadas festividades so por vezes
alvo de design. Recentemente, o processo tambm tem sido tratado
como produto de design, dando um novo sentido ao termo. O sujeito
que o executa nomeado designer que tambm usado por outros
profissionais que trabalham em vrias reas, especificando aquela em
que exerce a sua actividade (designer de moda, conceptual ou de
pginas Web). De um designer pretendese que considere os aspectos
funcionais, estticos e outros dum objecto ou processo o que,
normalmente, requer pesquisa, pensamento e modelagem interactiva e
ajustvel. Com uma definio to ampla no h uma linguagem universal ou
uma instituio unificadora dos designers de todas as reas, o que
possibilitamuitasfilosofiasediferentesaproximaesemtorno
daterminologia.Contudo,umestudosriosobredesignimplica
umafocalizaoincisivasobretodooseuprocesso.
Todos os produtos feitos pelo homem foram desenhados. Em cima
est o candeeiro PH5 de Poul Henningsen, desenhado em 1958.
Design, quando aplicado moda, tem que considerar a esttica e a
funo na forma final.
TabeladeContedos Designcomoprocesso Definirumprocessodedesign
Redesenhar Passostpicos Filosofiaseestudosdedesign
Filosofiasparaconduzirodesign Abordagensaodesign Mtodosdedesign
Filosofiasparaopropsitododesign Terminologia Designearte
Designeengenharia Designeproduo ProcessodeDesign Referncias
DesigncomoprocessoOdesigncomoprocessopodeassumirmuitasformas,dependendodoobjectoqueestaser
projectadoedoindivduoouindivduosqueparticipamneste.
DefinirumprocessodedesignDeacordocomacriadoradejogosdevdeoDinoDininumapalestraproferidaem2005Game
DesignetecnologiadaoficinarealizadapelaUniversidadeJM Liverpool, o
projecto sustenta todas as formas de criao de objectos, como
cadeiras para a nossa forma de planear e executar as nossas vidas.
Por esta razo til para procurar uma
estruturacomumquepossaseraplicadaaqualquertipodeprojecto,quersejaparajogosde
vdeo,bensdeconsumoouaprpriavidapessoal. Para um conceito to
importante, a pergunta "O que Design?" parece produzir respostas
comsignificadolimitado.DinoDiniafirmaqueoprocessodedesignpodeserdefinidocomo"A
gestoderestries".Eleidentificadoistiposderestrio,negociveisenonegociveis.
O primeiro passo no processo do projecto a identificao, classificao
e seleco de
restries.Oprocessodedesignemseguida,procedeapartirdaqui,manipulandovariveisde
projecto, de modo a satisfazer as restries no negociveis e
optimizar as negociveis. possvel para um conjunto de restries no
negociveis, estar em conflito, resultando num
projectosemsoluo,nestecasodevemserrevistas. Por exemplo o projecto
de uma cadeira. Uma cadeira deve suportar um determinado peso
parasertil,istoumarestriononegocivel.Ocustodeproduodacadeirapoderiaser
outra.
Aescolhadosmateriaiseasqualidadesestticasdacadeirapodemsernegociveis.DinoDini
dizqueosprojectospobresocorremcomoresultadodasrestriesdemgesto,algoqueele
afirma pode ser visto na forma como a indstria de videojogos faz
"deve ser divertido" um
constrangimentonegocivel,ondeeleacreditaquedeveserinegocivel.
Refiraseque"agestoderestries"podenoincluiratotalidadedoqueestenvolvidona
"gestoderestries",talcomodefinidonocontextodeumateoriamaisampladerestries,
dependendodombitodeumprojectoouumdesignerdeposio.
RedesenharAlgo que redesenhado requer um processo diferente do
que algo que projectado pela
primeiravez.Aremodelaoincluifrequentementeumaavaliaodoprojectoexistenteeos
resultadosdonovodesenhosomuitasvezesosqueconduzemoprocessodonovodesenho.
PassostpicosUm processo de projecto pode incluir uma srie de
etapas seguidas pelos projectistas. Dependendo do produto ou
servio, algumas destas fases podem ser irrelevantes, ignorado em
situaes do mundo real, a fim de poupar tempo, reduzir custos, ou
porque podem ser redundantesnamesmasituao.
Asfasestpicasdoprocessodedesignincluem: Projectodeprproduo: o Pr
design ou Parti uma afirmao precoce,muitasvezesoinciodemetasde
Design o Anliseanlisedosobjectivosdoprojecto actual o Pesquisa
estudo de solues de design semelhantes no campo ou tpicos
relacionados o Especificaes especificam os requisitos de uma soluo
de design de um produto (especificao da concepo do produto
ouservio. o Resoluo de problemas conceituar e Um arquitecto no seu
quadro de documentarsoluesdedesign desenho, 1893. A frase de Peter
Arno o Apresentao apresentao de solues Bem, de volta ao velho
quadro de desenho faz luz para o facto de que dedesign s vezes os
desenhos falham e Designduranteaproduo necessrio redesenhar. A
frase tem o Desenvolvimentocontinuaoemelhoria significado para l
dos desenhos estruturais e uma frase feita quando
deumasoluodesenhada no usado o quadro de desenho o Prova ou Ensaio
testes, uma soluo para o desenho. desenhada
Feedbackpsproduodedesignparafuturosprojectos o
Implementaointroduodasoluoprojectadaparaoambiente
Avaliao e concluso resumo do processo e resultados, incluindo as
crticasconstrutivasesugestesparamelhoriasfuturas Redesenhar uma ou
todas as fases do processo de design repetidas (com as
correcesfeitas)emqualquermomentoantes,duranteouapsaproduo. o
Estes estgios no so universalmente aceites, mas relacionamse com
as actividades do
processotpicodedesign.Paracadaactividadehprticasmelhoresparacompletlas.
FilosofiaseestudosdedesignExistem vrias filosofias de design
para orientar os valores de projecto e seus aspectos de
acompanhamento. Dentro de um design moderno pode variar, entre as
diferentes escolas de pensamento, entre os designers. As filosofias
de design so geralmenteparadeterminarosobjectivosdoprojecto. A meta
do projecto pode resolver o problema menos significativo individual
do menor elemento, ao maior objectivo utpicos. Os objectivos do
projecto so normalmente para o projecto de orientao. No entanto, os
conflitos sobre os objectivos imediatos podem levar a questionar o
propsito de concepo, talvez, para definir melhor a longo prazo os
objectivosfinais. Bugatti Type 57SC Atlantic de 1938 da coleco de
Ralph Lauren. Forma segue a funo pode ser um ponto de vista esttico
que um design pode aumentar, muitos vezes visto no trabalho de
marcas como a Bugatti, Ettore, Rembrandt, e Jean.
FilosofiasparaconduzirodesignA filosofia do design um guia para
ajudar a fazer escolhas na concepo, tais como ergonomia, custos,
economia, funcionalidade e mtodos de redesenho. Um exemplo de
filosofiadedesignmudanadinmicaparaatingiroestiloeelegnciaquesequer.
AbordagensaodesignUmaabordagemaodesignumafilosofiageralquepodeounoincluirumguiaparamtodos
especficos.Algunssoparaorientaroobjectivogeraldodesign.Outrasabordagenssopara
orientarastendnciasdodesigner.Umacombinaodeabordagenspodemserusadasseno
causarconflitos. Algumasabordagenspopularesincluem: O princpio KISS
(Keep it Simple Stupid, etc) em portugus mantm as coisas
simplesestpido,quetentaeliminarcomplicaesdesnecessrias.
Thereismorethanonewaytodoit,(TIMTOWTDI)emportugusexistemaisque
umamaneiradeofazer,umafilosofiaquepermitevriosmtodosparafazeramesma
coisa.
Design centrado no uso, que focaliza nos objectivos e tarefas
associados ao uso do artefacto,emvezdefocarnoutilizadorfinal.
Designcentradonoutilizador,quefocalizanasnecessidades,desejos,elimitaesdo
utilizadorfinalqueirutilizaroartefactoprojectado.
MtodosdedesignOsmtodosdedesignsoumareaquefocaem: Explorar
possibilidades e constrangimentos ao focar na capacidade de
pensamento
crticoaoprocuraredefinirproblemasparaprodutosouserviosjexistentesoua
criaodenovascategorias
Redefinirasespecificaesdesoluesdedesignquepodemlevaramelhoreslinhas
orientadoras para as tradicionais actividades de design (grficas,
industriais, arquitectural,etc.) Controlar o processo de explorao,
definio, criao de artefactos ao longo do tempo Prototipar vrios
cenrios, ou solues que aumentem ou melhorem
significativamenteasoluoherdada.
Monitorizaodetendnciasdemercado
FilosofiasparaopropsitododesignEmfilosofia,onomeabstractodesignrefereseaummodelocomumpropsito.Odesign
portanto um contraste com a falta de um propsito definido,
entropia, ou falta de complexidade. Para estudar o propsito dos
designs, para l dos objectivos individuais (por exemplo marketing,
tecnologia, educao, entretenimento, passatempo), questionar a
controvrsia da poltica, valores morais, tica e necessidades tais
como as necessidades hierrquicas de Maslow. O propsito pode tambm
levantar questes existenciais tais como os valores morais
religiosos e teolgicos. Estas filosofias para o propsito de designs
esto em contrastecomasfilosofiasdeguiarodesignoumetodologia. Muitas
vezes um designer (especialmente em situaes comerciais) no est em
posio de
definirumpropsitotil.Querumdesigneresteja,ouno,oudevaestarpreocupadocomo
propsitoouintenodeusoparaldoquelheexpressamentepedidoparainfluenciar,j
discutvel, dependendo da situao. Em sociedade, no perceber ou no
ter interesse no
grandepapeldodesignpodeseratribudoaoagenteencarregadoouaocliente,antesqueo
designer. Na teoria estrutural, atingir consenso e satisfao do
propsito to contnuo como a
sociedade.Nveisaltosderealizaomuitasvezeslevamanveisaltosdeexpectativa.
TerminologiaApalavradesignmuitasvezesconsideradaambguadependendodasuaaplicao.
DesignearteO design muitas vezes visto como uma forma de arte
mais rigorosa,ouartecomumpropsitobemdefinido. Adistino normalmente
feita quando algum que no o artista est a definir o propsito. Nas
artes grficas a distino usualmente feita entre a arte requintada e
arte comercial. Arte aplicada e arte decorativa so outros termos,
este ultimo usado principalmenteparaobjectosdopassado. No universo
das artes, o design mais relevante para as artes aplicadas, tais
como arquitectura e design industrial. De facto hoje em dia o termo
design est associado grandemente aos designs de produtos
industriais modernos que foram iniciados
porRaymondLoewyeensinadosnaescoladedesenhoBauhaus
andUlm(HfGUlm)naAlemanhaduranteosculo20. Novo terminal no aeroporto
Barajas em Madrid, Espanha
Odesignimplicaumesforoconscienteparacriar algoqueseja
simultaneamente funcional e esteticamente agradvel. Por exemplo, um
artista grfico pode conceber um poster publicitrio. O trabalho
desta pessoa comunicar a mensagem da publicidade (aspecto
funcional)efazloparecerbonito(esteticamenteagradvel). A distino
entre arte pura e aplicada no completamente clara, mas alguns podem
considerar as pinturas de Jackson Pollock (muitas vezes criticado
como salpicado) um
exemplodeartepura.Algunspodemassumirqueasuaartenodemonstraumamensagem
baseada na diferena bvia entre um poster de publicidade e a mera
possibilidade de uma mensagem abstracta. Outros podem especular que
Pollock, quando est a pintar, trabalha mais intuitivamente do que
um artista grfico, quando conscientemente a desenhar um poster. No
entanto, Mark Getlein sugere que os princpios de design so quase
todos instintivos, embutido, natural, e parte de o nosso sentido de
adequao. Pollock,
comoartistatreinado,podeterutilizadodesignconscientementeouno.
DesigneengenhariaEngenhariamuitasvezesvistacomoumaformamaisrigorosado
projecto. Pontos de vista contrrios sugerem que o design um
componente de engenharia alm da produo e outras operaes que
utilizam engenharia. Uma viso neutra pode sugerir que o design e
engenharia podem simplesmente sobreporse, dependendo da disciplina
de design.The American Heritage Dictionary define projecto como:
"Para conceber ou forma na Um desenho de um motor impulsionador
para as locomotivas a vapor. Engenharia aplicada ao design, com
nfase na funo e utilizao da matemtica e da cincia.
mente;inventar",e"paraformularumplano",edefinedeengenhariacomo:"Aaplicaode
princpios cientficos e matemticos para fins prticos, tais como a
concepo, fabrico, funcionamento e de estruturas eficientes e
econmicas, mquinas, processos e sistemas.
Ambassoformasderesoluodeproblemascomumadistinodefinidasendoaaplicao
de "princpios cientficos e matemticos". Como muita cincia aplicada
em um projecto uma questo do que considerado "cincia". Junto com a
questo do que considerado
cincia,humacinciasocialecincianatural.OscientistasdaXeroxPARCfeitaadistinode
designversusengenharia"movermentes"versus"ostomosemmovimento".
DesigneproduoA relao entre o design e a produo entre planeamento
e execuo. Em teoria, o plano dever prever e compensar os
eventuaisproblemasnoprocessodeexecuo.Oprojectoenvolve a resoluo de
problemas e criatividade. Em contrapartida, a produo envolve um
processo de rotina ou prplanejado. Um projecto tambm pode ser um
plano simples que no inclui um
processodeproduooudeengenharia,emboraoconhecimento
dofuncionamentodetaisprocessoselaboradopordedesigners.
Emalgunscasos,podeserdesnecessrioouirrealistaesperarque um designer
com um amplo conhecimento multidisciplinar requerido para tais
projectos tenha um conhecimento detalhado
especializadosdecomoproduziroproduto.
Jonathan Ive recebeu vrios prmios pela concepo de produtos da
Apple. Em alguns campos de design, os computadores pessoais tambm
so utilizados tanto para design e produo.
Design e produo ligam muitos criativos e muitas carreiras
profissionais, ou seja, resoluo de problemas faz parte da execuo.
Com o custo dos arranjos, a necessidade de separar design de produo
aumenta tambm. Por exemplo, um projecto de oramento alto, como um
arranhacu, requer a separao entre arquitectura
(design)econstruo(produo).Ooramentoparasefazerumflyer(convite),baixopois
podem ser rearranjados e impressos dezenas de vezes. Isto devido a
ser um trabalho elaborado em papel e que tem um preo acessvel bem
como a tinta, assim como o editor digital.
Issonoquerdizerquenuncaaproduoenvolvearesoluodeproblemasoucriatividade,
nemqueoprojectoenvolvesemprecriatividade.
Osprojectosraramentesoperfeitoseporvezessorepetitivos. Da mesma
forma, um desenho pode ser uma simples repetio (cpia) de uma soluo
conhecida,exigindoomnimodecriatividadeouhabilidadesdodesigner.
ProcessodeDesign"O projecto do processo" (em contraposio ao
"processo de design" mencionado acima) referese ao planeamento de
rotinasdeumprocesso,almdoresultadoesperado.Processos
(emgeral)sotratadoscomoumprodutodequalidade,enoo
Um exemplo de um processo de workflow de negcio usando Business
Process Modeling Notation.
mtododeconcepo.Otermosurgiucomaindstriaeprojectosdeprocessosqumicos.Com
acrescentecomplexidadedaeradainformao,consultoreseexecutivosdeterencontradoo
termo til para descrever a concepo de processos de negcios, bem
como processos de fabrico.
Refernciashttp://en.wikipedia.org/wiki/Design
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
ndice . . . . . . . . . . . Digitalizao
..........................................................................................................................
2 Processo
................................................................................................................................
2 Discretizao
.....................................................................................................................
2
Quantizao.......................................................................................................................
2 Exemplos
...............................................................................................................................
3 Sinaisanalgicosparadigital
................................................................................................
3 Textosanalgicosparadigital
...............................................................................................
4
Implicaesdadigitalizao..................................................................................................
4 Colaboraoemprojectosdedigitalizao
..........................................................................
4 BibliotecadePreservao
.....................................................................................................
5 FilosofiaRuim
........................................................................................................................
5
Fico.....................................................................................................................................
5
Referencias............................................................................................................................
6
1
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
.
DigitalizaoDigitalizaooprocessopeloqualumaimagemousinalanalgicotransformadoem
cdigo digital. Isso dse atravs de um digitalizador de imagens /
scanner ou de um
transdutordesinais.arepresentaodeumobjecto,imagem,som,documentoouumsinal
(geralmenteumsinalanalgico)porumconjuntodistintodepontosouamostras.Oresultado
chamado de representao digital, ou, mais especificamente, uma
imagem digital, para o
objecto,edeformadigital,paraosinal.Significasimplesmentecapturarumsinalanalgicoem
formatodigital.McQuailidentificaoprocessodedigitalizaocomumsignificadoimensopara
os ideais de computao, uma vez que "permite que as informaes de
todos os tipos em
todososformatosaserrealizadascomamesmaeficinciaetambmmisturados" O
gerenciamento electrnico permite que documentos originalmente em
papel sejam convertidos em arquivos digitais, acessveis ao
computador. Assim, grandes volumes de
informaodocumentalpodemserarmazenadosdigitalmenteemambienteseguro.
.
ProcessoOtermodigitalizaofrequentementeutilizadoquandodiversasformasdeinformao,
como texto, som, imagem ou voz, so convertidos num cdigo binrio. A
informao digital
existecomoumdosdoisdgitos,0ou1.Estessoconhecidoscomobits(umacontracode
dgitosbinrios)eassequnciasde0e1queconstitueminformaessochamadosbytes.Os
sinaisanalgicossocontinuamentevariveis,tantoemnmerodevalorespossveisdosinal
numdadomomento,bemcomononmerodepontosdosinalnumdeterminadoperodode
tempo. No entanto, os sinais digitais so discretos em ambos os
aspectos em geral, uma sequncia finita de nmeros inteiros ,
portanto, uma digitalizao ser sempre uma
aproximaodosinalqueelarepresenta. Adigitalizaoocorreemduaspartes:
Discretizao A leitura de um sinal analgico A, e, em intervalos
regulares de tempo (frequncia), a
amostragemdovalordosinalnoponto.Acadaleiturachamadaamostraeconsideraseque
nestafasetemprecisoinfinita; Quantizao As amostras so arredondadas
para um nmero fixo de nmeros (tais como nmeros
inteiros),umprocessoconhecidocomoquantizao.
2
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
Em geral, estas podem ocorrer ao mesmo tempo, embora sejam
conceitualmente distintos.
Umasriedenmerosdigitaisinteirospodesertransformadanumasadaanalgicaque
seaproximadosinalanalgicooriginal.TaltransformaochamadadeconversoDA.Ataxa
de amostragem e o nmero de bits usados para representar os inteiros
combinamse para
determinaraaproximaoentreumadigitalizaoeumsinalanalgico.
. ExemplosO termo regularmente utilizado para descrever a
digitalizao de fontes analgicas
(comofotografiasimpressasouvdeosgravados)emcomputadoresparaedio,mastambm
se pode referir ao udio (onde a taxa de amostragem geralmente
medido em khz) e transformaes de mapas de textura. Neste ltimo
caso, como em fotos normais, a taxa de
amostragemrefereseresoluodaimagem,geralmentemedidoempixelporpolegada.
A digitalizao a principal forma de armazenar imagens num formato
adequado para transmisso e processamento em computador, seja
digitalizado a partir de duas dimenses
originaisanalgicasoucapturadasusandoumsensordeimagemequipadocomumdispositivo
como uma cmara digital, instrumentos tomogrficos como um scanner
CAT, ou adquirindo
dimensesprecisasdeumobjectodomundoreal,comoumcarro,usandoumdispositivode
digitalizao3D. A digitalizao fundamental para fazer uma representao
digital das caractersticas geogrficas, utilizando imagens raster ou
vector, num sistema de informao geogrfica, ou seja, a criao de
mapas electrnicos, quer a partir de imagens de satlite e geogrficas
diferentes(raster)oupordigitalizaodemapasempapeltradicional(vector).
"Digitalizao" tambm usada para descrever o processo de
preenchimento de dados com arquivos ou dados. Embora este uso seja
tecnicamente impreciso, descreve a parte do processo que envolve a
digitalizao de fontes analgicas, tais como imagens impressas e
folhetosantesdetransferilosparabasededados.
Digitalizaopodetambmserusadonocampodovesturio,ondeumaimagempodeser
recriadacomaajudadeferramentasdesoftwarededigitalizaodebordadosesalvacomo
cdigo de mquina de bordar. Este cdigo de mquina alimentado numa
mquina do bordadoeaplicadoaotecido.OformatomaissuportadooDST.
.
SinaisanalgicosparadigitalOssinaisanalgicossosinaiselctricoscontnuos.Ossinaisdigitaissonocontnuos.
Quasetodaamsicagravadafoidigitalizada.Cercade12porcentodosmaisde500.000
filmeslistadosnoInternetMovieDatabasesodigitalizadosemDVD.
3
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
.
TextosanalgicosparadigitalCercade5porcentodostextosforamdigitalizadosapartirde2006.
Os livros impressos mais antigos esto a ser digitalizados e a ter
um reconhecimento
pticodecaracteres.Tecnologiasaplicadasporbibliotecasacadmicasepblicas,fundaese
empresasprivadas,comooGoogle. Documentos de texto no publicados com
valor histrico ou permanente para pesquisa
estoaserdigitalizadospelasbibliotecasearquivos,emboraaumritmomuitomaislentodo
queparalivros(bibliotecasdigitais).Emmuitoscasos,osarquivostmsubstitudomicrofilmes
comadigitalizaocomoummeiodepreservaredaracessoaosdocumentosoriginais.
. ImplicaesdadigitalizaoEsta mudana de digitalizao no mundo dos
media contemporneos tem criado
implicaesparaprodutosdosmediademassatradicional,pormessaslimitaes"soainda
muitopoucoclaras"(McQuail,2000:28).Osmaioresavanosdatecnologia,maisconvergente
doreinodosmediademassaficarcommenosnecessidadedetecnologiasdecomunicao
tradicionais. Por exemplo, a Internet tem transformado muitas
normas de comunicao, gerando mais eficincia no apenas para os
indivduos, mas para as empresas tambm. No
entanto,McQuailsugerequeosmediatradicionaistambmbeneficiaramcomnovosmeiosde
comunicao,permitindoumusomaiseficazeeficientedosrecursosdisponveis(2000:28).
. ColaboraoemprojectosdedigitalizaoH muitos projectos de
digitalizao nos Estados Unidos. Dois dos primeiros projectos
foramoProjectoColaborativoDigitalizaoemColoradoeECHONCNorthCarolinaExploring
CulturalHeritageOnline,baseadonaBibliotecaEstadualdaCarolinadoNorte.
Estesprojectoselaboramepublicamasmelhoresprticasparadigitalizaoetrabalham
comosparceirosregionaisparadigitalizarmateriaisdopatrimniocultural.
Foram estabelecidos recentemente critrios adicionais para melhorar
esta prtica no Reino Unido, Austrlia e na Unio Europeia. Wisconsin
Patrimnio online um projecto de digitalizao de colaborao modelado
aps o Collaborative Colorado Digitization Project.
Wisconsinusaumwikiparaconstruiredifundirtodaadocumentaocolaborativa.
Colaborao em programas de digitalizao na Gergia, a Biblioteca
Digital da Gergia,
apresentaumabibliotecavirtualsemcostura,sobreahistriadoestadoedavida,incluindo
mais de uma centena de coleces digitais de 60 instituies e 100
agncias de governo. A
4
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
Biblioteca Digital da Gergia uma iniciativa GALILEO, baseado na
Universidade da Gergia Bibliotecas. No sudeste da sia Nanakshahi
confia que est digitalizando manuscritos de Gurmukhi Script.
.
BibliotecadePreservaoPreservaodigital,nasuaformamaisbsicaumasriedeactividadesdemanuteno
doacessoaosmateriaisdigitaisaolongodotempo.Digitalizaonestesentidoummeiode
criar substitutos digitais analgicos de materiais como livros,
jornais, microfilmes e fitas de
vdeo.Adigitalizaopodefornecerummeiodepreservarocontedodasmatriasatravsda
criaodeumficheiroacessveldoobjecto,afimdecolocarmenospressosobreosoriginais
jfrgeis.
AprevalnciaBrittleBooksfazquestoqueasbibliotecasdetodoomundoestejama
tratardeumasoluodigitalparaapreservaoalongoprazodoslivros.Durantesculos,os
livroseramimpressosemmadeiraparacelulose,quesetornacida,umavezquesedeteriora.
Deterioraopodeavanaraumpontoondeumlivrocompletamenteintil.Emteoria,se
essesttulosamplamentedivulgadosnosotratadoscomosprocessosdedesacidificao,as
matrias sobre as pginas do cido sero perdidos para sempre. Como a
tecnologia se desenvolve, cada vez mais prefervel como um mtodo de
preservao desses materiais,
principalmenteporquepodefornecerpontosdeacessomaisfcilereduzirsignificativamente
anecessidadedeespaodearmazenamentofsico.
Google,Inc.temtomadomedidasnosentidodetentardigitalizartodososttuloscomo
"Google Book Search". Enquanto algumas bibliotecas acadmicas foram
contratadas pelo servio, as questes de violao de direitos de autor
ameaam inviabilizar o projecto. No
entanto,noseprevumconsrciodebibliotecasonlineparaatrocadeinformaesepara
osinvestigadoresprocuraremttulos,bemcomoreverasmatrias.
.
FilosofiaRuimAamplautilizaodaInterneteacrescentepopularidadedafilosofiaRuimtambmtem
aumentadoousoeosignificadode"digitalizao"paradescreveramelhoriadaeficinciados
processos organizacionais. Isso muitas vezes envolve algum tipo de
processo ruim, a fim de simplificar as actividades do processo, com
o objectivo de implementar novos processos
"magraefraca"dedigitalizaodedadoseactividades.
.
FicoObrasdeficocientficacostumamincluirotermodigitalizarcomooactodetransformar
as pessoas em sinais digitais e envilas para um computador. Quando
isso acontece, as
pessoasdesaparecemnomundorealeaparecemnummundocomputacional.
5
Universidade do Minho
Tcnicas de CAM/CAE
Mestr. Int. Eng. Mecnica 2009/10
.
ReferenciasTextooriginalretiradodapginahttp://en.wikipedia.org/wiki/Digitizinga16/10/2009.
6
Computao grficaComputao grfica a criao de desenhos ou objectos
ou e seja, utilizando a de
computadores, representao
manipulao
dados grficos (desenhos, objectos, a 2D ou 3D) a partir de um
computador. O desenvolvimento da computao grfica, tornou os
computadores mais fceis para interagir, assim como uma melhor
compreenso e interpretao de vrios tipos de dados. Estes
desenvolvimentos na computaoAmbiente de trabalho de suporte
grfico
grfica tiveram um impacto muito grande em muitos tipos de
indstrias, tais como a animao e videojogos.
Projeco 2D de uma projeco 3D de um pentgono 4D.
ndiceComputao grfica Viso geral Histria Tipos de imagens Grficos
2D atravs do computador Arte pixel Vectores grficos
Animao computorizada Conceitos e Princpios Imagem Pixel Projeco
3D Ray tracing Sombras Representao de Volume Modelagem 3D Pioneiros
do design grfico O estudo da computao grfica Estudos associados
Aplicaes Referncias Outras leituras
Viso geralNa computao grfica, o termo inclui quase tudo dos
computadores que no o texto ou som. Hoje em dia quase todos os
computadores usam representao grfica e, esperado que os
utilizadores usem essa representao, em vez de usar a programao,
pois esta ltima mais difcil de compreender [1]. O termo Computao
Grfica tem vrios significados: A representao e manipulao de dados
grficos por um computador As vrias tecnologias utilizadas para
criar e manipular esses dados As imagens produzidas O campo
inferior da cincia da computao que estuda os mtodos de sntese e
manipulao digital de contedo visual, veja o estudo de grficos de
computador.
Os computadores de hoje e as imagens geradas por computador
aparecem em muitos aspectos da nossa vida quotidiana. Estas imagens
so encontradas na televiso, nos jornais, nos boletins
meteorolgicos, e durante os procedimentos cirrgicos. Um grfico bem
construdo pode representar estatsticas complexas numa forma que
mais fcil de entender e interpretar. Esses grficos so usados para
ilustrar documentos, relatrios, teses e material de apresentao. Uma
gama de ferramentas e recursos esto disponveis, para permitir aos
utilizadores visualizar os seus dados [2].
HistriaO termo "Computao Grfica" foi aplicado em 1960 por
William Fetter, um desenhador da Boeing [3]. O campo da computao
grfica desenvolveuse com o aparecimento do hardware de
computao grfica. Projectos anteriores como Whirlwind e SAGE
introduziram o CRT como um ecr vivel de interface de interaco
introduziu a caneta de luz como um dispositivo de entrada. Outros
avanos na computao levaram a avanos maiores na computao grfica
interactiva. EmSala de controlo
1959, o computador TX2 foi desenvolvido no MITs Lincoln
Laboratory onde, foram integradas novas interfaces homemmquina. Uma
caneta de luz poderia agora ser usada para desenhar no computador,
usando o software revolucionrio de Ivan Sutherland's Sketchpad. O
desenvolvimento do Sketchpad, fez de Ivan Sutherland o "av" da
computao grfica interactiva e de interfaces grficas [3].
A investigao no MIT ajudaria a melhorar os
Grficos 2D
computadores e as
indstrias de computao grfica. As grandes corporaes tornaram-se
desde logo interessadas na tecnologia. A IBM respondeu rapidamente,
lanando o IBM 2250, o primeiro computador com terminais grficos
disponvel comercialmente [4]. Vrias empresas de computao grfica
foram fundadas
nos anos 60, incluindo a TRW, LockheedGeorgia, General Electric
e Sperry Rand. Em 1969, ACM iniciou um Special Interest Group in
Graphics (SIGGRAPH), que organiza conferncias, padres grficos e
publicaes no campo da computao grfica. Em 1973, foi realizada a
primeira conferncia anual SIGGRAPH, que se tornou um dos focos da
organizao. SIGGRAPH cresceu em tamanho e importncia no campo da
computao grfica tem-se expandido ao longo do tempo. Muitos dos
avanos mais importantes na investigao da computao grfica ocorreram
na Universidade de Utah em 1970. Na dcada de 1980, artistas e
designers grficos, comearam a ver o computador pessoal, em especial
o Commodore Amiga e Macintosh, como uma ferramenta de desenho sria,
que poderia poupar tempo e, desenhar com maior preciso que outros
mtodos. Na final dos anos 80, os computadores da SGI foram usados
para criar algumas das primeiras curtas-metragens da Pixar
completamente geradas por computador. O Macintosh continua a ser
uma ferramenta muito usada, entre os estdios de design grfico e
empresas. Computadores modernos, que datam da dcada de 1980
frequentemente usam interfaces grficas do utilizador (GUI) para
apresentar os dados e informaes com os smbolos, cones e imagens, em
vez de texto. Os grficos so um dos cinco elementos-chave da
tecnologia multimdia. Os Grficos 3D tornaram-se mais conhecidos na
dcada de 1990, em jogos, multimdia e animao. Em 1996, Quake, um dos
primeiros jogos totalmente em 3D, foi lanado. Em 1995, Toy Story, o
primeiro filme de animao feito totalmente por computador, foi
lanado nos cinemas em todo o mundo. Desde ento, os grficos de
computador s se tornaram mais detalhados e realistas, devido a um
mais poderoso hardware e software de modelagem 3D de grficos.
Tipos de imagensGrficos 2D atravs do computadorGrficos de
computador 2D so a baseados da gerao de imagensdigitais,
principalmente a partir de modelos
bidimensionais, como os modelos geomtricos 2D, texto e imagens
digitais, e por tcnicas especficas deles. A palavra pode estar para
o ramo da cincia da computao que compreende tais tcnicas, ou para
os prprios modelos. Grficos de computador 2D so usados
principalmente em aplicaes que foram originalmente desenvolvidos
sobre impresso tradicional e tecnologias de desenho, como a
tipografia, cartografia, desenho tcnico, publicidade, etc. Nestas
aplicaes, a imagem dimensional no apenas uma representao de um
objecto do mundo real, mas um artefacto independente, com valor
semntico acrescentado; modelosGrficos 2D
bidimensionais so, portanto, preferidos, porque do um controlo
mais directo da imagem 3D dos grficos de computador, cuja abordagem
se assemelha mais fotografia do que tipografia.
Arte pixelArte pixel uma forma de arte digital, criada atravs do
uso de softwares grficos raster, onde as imagens so editadas ao
nvel dos pixis. Grficos, nos computadores mais antigos e videojogos
e, muitos outros jogos de telemvel so na sua maioria arte
pixel.
Vectores grficos Formatos grficos vectoriais so complementares
aos grficos raster, que a representao de imagens como vrios
vectores de pixis que formam varias linhas horizontais, como
normalmente usado para a
representao de imagens fotogrficas [5]. Existem casos em que se
deve usar as ferramentas dos vectores e formatos, e casos onde se
usa as ferramentas raster e formatos. H momentos em que ambos os
formatos vm juntos. A compreenso das vantagens e limitaes de cada
tecnologia e a relao entre eles mais susceptvel de conduzir a uma
utilizao mais eficiente e eficaz das ferramentas. Grficos 3D atravs
do computador Computao grfica 3D, em comparao com grficos 2D so
grficos de computador que usam uma representao tridimensional de
dados geomtricos que esto guardados no computador para poder
realizar clculos e processamento de imagens 2D, que podem ser
mostradas mais tarde ou para visualizao em tempo real. Apesar
destas diferenas, a computao grfica 3D cai sobre os mesmos
algoritmos do vector de computao grfica 2D no modelo de arame e
grficos raster 2D no ecr final obtido. Em software de computao
grfica, a distino entre 2D e 3D no muito clara, os aplicativos 2D
podem usar tcnicas 3D para obter efeitos como iluminao,
primariamente 3D pode usar tcnicas de clculo 2D. 3D em computao
grfica muitas vezes referido como modelos 3D. Para alm dos grficos
prestados, o modelo est contido no arquivo de dados grficos. No
entanto, existem diferenas, por exemplo um modelo 3D a representao
matemtica de qualquer objecto tridimensional (inanimados ou no). Um
modelo, tecnicamente no um grfico at que exibido visualmente.
Devido a impresso 3D, modelos 3D no esto confinados ao espao
virtual. Um modelo pode ser apresentado visualmente como
imagemVectores grficos vs grficos raster
bidimensional atravs de um processo chamado de renderizao 3D, ou
utilizados nas simulaes de computador no grficos e clculos.
Animao computorizadaAnimao de computador a arte de criar
movimento a partir das imagens, com o uso de computadores, a base
da computao grfica e animao. Cada vez mais a animao criada com a
inteno da computao grfica 3D, apesar do 2D ainda ser muito
utilizado na esttica, baixas larguras de banda e, processamento em
tempoExemplo de animao por computador
real mais rpido. Por vezes o fim da animao o prprio computador,
mas s vezes o fim outro, como por exemplo os filmes. tambm
conhecido como CGI (imagens geradas por computador), especialmente
quando usado em filmes. Entidades virtuais podem conter e ser
controladas por vrios atributos, tais com transformao valores
(localizao, orientao e escala) guardados numa matriz de transformao
de um objecto. Animao, a mudana de um atributo com o tempo. Existem
vrios mtodos de animao sendo, a forma rudimentar baseada na criao e
edio de quadros, cada um guardando um valor num dado momento, por
atributo a ser animado. O software de grficos 2D/3D ir interpolar
entre esses quadros, criando uma curva editvel dos valores
guardados ao longo do tempo, resultando em animao. Outros mtodos de
animao incluem tcnicas baseadas em processos de expresso: de forma
a consolidar elementos relacionados com as entidades animadas so
introduzidos vrios conjuntos de atributos, til para criar efeitos
de partculas e simulaes de multides, o ltimo permite que um
resultado validado por uma expresso lgica definida pelo utilizador,
juntamente com a matemtica, sirva para automatizar a animao de uma
forma previsvel (conveniente para controlar o comportamento dos
ossos para alm do que oferece uma hierarquia no sistema
esqueltico). Para criar a iluso de movimento, uma imagem exibida na
tela do computador, sendo em seguida, rapidamente substituda por
uma nova
imagem que semelhante imagem anterior, mas um pouco mudada. Esta
tcnica idntica iluso de movimento na televiso e no cinema.
Conceitos e PrincpiosImagemNo uso comum, uma imagem um
artefacto, geralmente bidimensional, que tem uma aparncia
semelhante a alguma coisa, geralmente um objecto fsico ou uma
pessoa. As imagens podem ser bidimensionais, como uma fotografia e,
a exibio num ecr, assim como uma tridimensional, como uma esttua.
Eles podem ser obtidos por meio de dispositivos pticos, como
cmaras, espelhos, lentes, telescpios, microscpios etc, ou objectos
e fenmenos naturais, como o olho humano ou superfcies de gua. Uma
imagem digital uma representao de uma imagem bidimensional usando
zeros e uns (binrio). Dependendo ou no se a resoluo da imagem fixa,
pode ser do tipo vector ou raster. Sem qualificao, o termo "imagem
digital" geralmente refere-se a imagens raster.
PixelEm imagens digitais, um pixel a menor unidade de informao
numa imagem [6]. Pixis so normalmente organizados numa grelha
regular de 2 dimenses, e muitas vezes so representadas por pontos
ou quadrados. Cada pixel uma amostra de uma imagem original, onde o
conjunto de varias amostras fornece uma representao mais precisa da
original. A intensidade de cada pixel varivel, em sistemas de
cores, cada pixel tem tipicamente trs ou quatro componentes tais
como, vermelho, verde e azul, ou ciano, magenta, amarelo e preto.
Grficos Os grficos so apresentaes visuais numa superfcie, como uma
parede, lona, ecr de computador, papel. Exemplos so fotografias,
desenhos, grficos,Pormenor de pixelizao
diagramas, tipografia, nmeros, smbolos, desenhos geomtricos,
mapas, desenhos de engenharia ou outras imagens. Grficos
frequentemente combinam texto, ilustrao e cor. O projecto grfico
pode consistir na escolha deliberada, na criao, ou arranjo da
tipografia por si s, como num folheto, panfleto, cartaz, sitio na
internet, ou livro sem qualquer outro elemento. Clareza ou
comunicao eficaz pode ser o objectivo, a associao com outros
elementos culturais podem ser solicitadas, ou simplesmente, a criao
de um estilo distinto. Renderizao A renderizao o processo de gerar
uma imagem a partir de um modelo, atravs de programas de
computador. O modelo uma descrio de objectos tridimensionais numa
linguagem estritamente definida ou estrutura de dados. Ela deve
conter a geometria, perspectiva, textura, iluminao e informaes
sobre o sombreamento. A imagem uma imagem digital ou imagem raster.
O termo pode ser, por analogia como a representao de um artista
numa cena. A renderizao tambm utilizada para descrever o processo
de clculo dos efeitos numa edio de um ficheiro de vdeo para
produzir ao vdeo final.
Projeco 3DProjeco em 3D um mtodo de representao de pontos
tridimensionais num plano bidimensional. Como a maioria dos mtodos
actuais de representao de dados grficos so baseados num plano
bidimensional, a utilizao deste tipo de projeco generalizada,
especialmente em computao grfica, engenharia e elaborao.
Ray tracingRay tracing uma tcnica para gerar uma imagem,
indicando o caminho da luz atravs de pixeis num plano de imagem. A
tcnica capaz de produzir um elevado grau de realismo, geralmente
mais elevado do que tpicos de mtodos de processamento scanline, mas
tem um maior custo computacional.
SombrasSombreado referese a descrever em profundidade os modelos
3D em diferentes nveis de luz. um processo utilizado em desenho
para descrever os nveis de luz no papel atravs da aplicao de meios
mais densamente povoados ou com um tom mais escuro para as zonas
mais escuras e menos povoadas ou com uma tonalidade mais clara para
as reas mais claras. Existem vrias tcnicas para sombrear, incluindo
a interseco de linhas onde as linhas perpendiculares variam de
proximidade e so desenhadas num padro de grelha para uma rea de
sombra. Quanto mais perto das linhas, mais escura a rea aparece. Da
mesma forma, quanto mais distantes esto as linhas, mais clara a rea
aparece.Exemplo
Textura do mapa Textura do mapa um mtodo para adicionar
detalhes, textura da superfcie, ou a cor de um grfico gerado por
computador ou modelo 3D. A sua aplicao aos grficos 3D foi iniciada
pelo Dr. Edwin Catmull, em 1974. Um textura aplicada superfcie ou a
um polgono [7]. Este processo semelhante aplicao de padres a uma
caixa de papel branco e liso. Multitexturing o uso de mais do que
uma textura ao mesmo tempo num polgono. Texturas processuais
(criadas a partir de parmetros ajustados de um algoritmo subjacente
que produz uma textura de sada), e texturas bitmap (criadas num
aplicativo de edio de imagem) so, de um modo geral, mtodos comuns
de implementao e definio de textura num programa de animao 3D,
embora a colocao de texturas na superfcie de um modelo, muitas
vezes requer uma tcnica conhecida como mapeamento UV.
Representao de VolumeRepresentao de volume uma tcnica usada para
mostrar uma projeco 2D de uma amostra definida por dados 3D. Um
tpico conjunto de dados 3D um grupo de imagens 2D, obtidas por um
scanner ou ressonncia magntica.
Geralmente estes so obtidos num padro regular (por exemplo, um
corte por cada milmetro) e tm geralmente um nmero regular de pixis
da imagem num padro regular. Este um exemplo de uma grelha regular
volumtrica, com cada
elemento de volume ou voxel (elemento de volume, representando
um valor numa grelha regular no espao tridimensional) representada
porGerao tridimensional, com distino entre osso, sangue e
msculo
um nico valor que obtido por representao da rea volta do
voxel.
Modelagem 3DModelagem 3D o processo de desenvolvimento da
representao matemtica, de uma malha de um objecto tridimensional,
chamado de "modelo 3D", atravs de software especializado. Modelos
podem ser criados automaticamente ou manualmente, o processo de
modelagem manual de preparao de dados geomtricos de computao grfica
3D semelhante s artes plsticas, como escultura. Modelos 3D podem
ser criados diferentes maneiras: atravs do uso de curvas NURBS para
gerar superfcies precisas e suaves, a modelagem de malhas
poligonais ou manipulao (de geometria facetada), ou subdiviso de
malhas poligonais (mosaico de polgonos avanado, resultando em
superfcies lisas semelhante aos modelos NURBS). Um modelo 3D pode
ser exibido como uma imagem bidimensional atravs de um processo
chamado de construo em 3D, usado numa simulao em computador de
fenmenos fsicos, animados ou directamente para outros fins. O
modelo tambm pode ser fisicamente criado usando dispositivos 3D de
impresso.
Pioneiros do design grficoCharles Csuri Charles Csuri foi
pioneiro em animao grfica, e arte digital, tendo criado a primeira
pea de arte grfica em 1964. Csuri foi reconhecido pelo
Instituto
Smithsonian, como o pai da arte digital, e animao grfica, e como
pioneiro da animao por computador pelo Museu de arte moderna.
Donald P. Greenberg Donald P. Greenberg, um dos principais agentes
de inovao em computao grfica. Greenberg, um autor muito publicado,
e ainda professor e mentor de muitos artistas, animadores e
investigadores, dos quais se destacam Marc Levoy e Wayne Lytle.
Muitos dos seue antigos alunos foram laureados com importantes
prmios na rea. Greenberg foi ainda o fundador do centro de computao
grfica e visualizao cientfica. A. Michael Noll Noll foi um dos
principais investigadores, a usar o suporte digital na criao de
padres artsticos, e na formalizao de processos aleatrios na criao
de artes visuais. Em 1965, Noll acompanhado de Frieder Nake e
George Nees, foram os primeiros a promover esse tipo de arte. No
decorrer de Abril de 1965, a galeria Howard Wise, exps o trabalho
de Noll, e ainda padres de pontos de Bela Julesz. Outros destaques
Benot B. Mandelbrot Henri Gouraud Bui Tuong Phong Pierre Bzier Paul
de Casteljau Daniel J. Sandin Alvy Ray Smith Ivan Sutherland Steve
Russel
O estudo da computao grficaO estudo da computao grfica, um
subtema no mundo dos computadores, que estuda mtodos para
digitalizao e manipulao de informao digital. Embora o termo
computao grfica se refira a ambiente tridimensional, este
tambm engloba, o processamento de imagem e grficos 2D. Como
disciplina de estudo, nesta estudase a manipulao de informao visual
e geomtrica fazendo uso de tcnicas computacionais,Modelo
tridimensional gerado em 1975
concentrandose em fundamentos matemticos e computacionais na
produo de imagem e
processamento.
Embora
semelhantes, o campo da computao grfica e o campo da visualizao
so habitualmente diferenciados.
Estudos associados Visualizao cientfica Visualizao de informao
Processamento de imagem Geometria computacional Topologia
computacional Matemtica aplicada
Aplicaes Biologia computacional Fsica computacional Desenho
assistido por computador Simulao por computador Arte digital Educao
Design grfico Infografia Racionalizao na concepo de medicamentos
Jogos de vdeo Realidade virtual Werbdesign
Referncias1. What is Computer Graphics?, Cornell University
Program of Computer Graphics. Last updated 04/15/98. 2. ISS (2002).
"What are computer graphics?". Last updated: 22 Sep 2008 3. Wayne
Carlson (2003) A Critical History of Computer Graphics and
Animation. The Ohio State University 4. HISTORY OF COMPUTER
GRAPHICS 196069. 5. Ira Greenberg (2007). Processing: Creative
Coding and Computational Art. Apress. ISBN159059617X.
http://books.google.com/books?id=WTl_7H5HUZAC&pg=PA115&dq=raster+ve
ctor+graphics+photographic&lr=&as_brr=0&ei=llOVR5LKCJL0iwGZ8ywBw&sig
=YEjfPOYSUDIf1CUbL5S5Jbzs7M8. 6. Rudolf F. Graf (1999). Modern
Dictionary of Electronics. Oxford: Newnes. pp. 569. ISBN0750643315.
http://books.google.com/books?id=o2I1JWPpdusC&pg=PA569&dq=pixel+intitle:
%22Modern+Dictionary+of+Electronics%22+inauthor:graf&lr=&as_brr=0&ei=5y
gASM3qHoSgiwH45GIDA&sig=7tgLuGdu6Njypaawi2bbkeq8pw. 7. Blythe,
David. Advanced Graphics Programming Techniques Using OpenGL.
Siggraph 1999. (see: Multitexture)
Outras leituras_ James D. Foley, Andries Van Dam, Steven K.
Feiner and John F. Hughes (1995). Computer Graphics: Principles and
Practice. AddisonWesley _ Donald Hearn and M. Pauline Baker (1994).
Computer Graphics. PrenticeHall. _ Francis S. Hill (2001). Computer
Graphics. Prentice Hall. _ John Lewell (1985). Computer Graphics: A
Survey of Current Techniques and Applications. Van Nostrand
Reinhold.
_ Jeffrey J. McConnell (2006). Computer Graphics: Theory Into
Practice. Jones & Bartlett Publishers. _ R. D. Parslow, R. W.
Prowse, Richard Elliot Green (1969). Computer Graphics: Techniques
and Applications. _ Peter Shirley and others. (2005). Fundamentals
of computer graphics. A.K. Peters, Ltd. _ M. Slater, A. Steed, Y.
Chrysantho (2002). Computer graphics and virtual environments: from
realism to realtime. AddisonWesley
[Correco110]
Modelao de Slidos Modelao de slidos (ou modelao) uma tcnica para
representar objectos slidos adequados para processamento por
computador. Outros mtodos de modelao incluem modelao de superfcies
(usado com muita frequncia na industria automvel, desenho de
produtos assim como na industria de entretenimento de animao) e
modelos wireframe (que podem ser ambguos relativamente ao seu
volume slido). Esta tcnica em primeira instncia utilizada em CAD,
engenharia de anlise, grafismo e animao, prototipagem rpida, testes
mdicos, visualizao de produtos e ajuda em investigao cientfica.
ndice o 1 Conceitos tericos bsicos o 2 Histria o 3 Aplicaes
prticas o 3.1 Modelao paramtrica de slido CAD o 3.2 Animao o 3.3
Modelao de slidos de sade o 4 Ver tambm o 5 Referncias o 6 Links
externos
Conceitos Tericos Bsicos Inicialmente a modelao de slidos usava
tantas tcnicas de construo de geometrias slidas (CSH) como
representao de slidos com recurso a anlise das suas linhas de
fronteira (B-REP). Em finais dos anos 80, os programadores comearam
a aplicar elevados nveis de abstraco s tcnicas de construo por
modelao de slidos. A primeira destas tcnicas conhecida como
caracterstica paramtrica baseada em modelao de slidos, foi
introduzida em software comercial pela Parametric Technology
Corporation em Setembro de 1987. Estes desenvolvimentos e
aproximaes fizeram o software de modelao de slidos mais amigos do
utilizador aumentando assim a sua aceitao entre os engenheiros
mecnicos. Um modelador baseado em caractersticas paramtricas um
pacote de sofware de CAD, que permite aos desenhadores definirem
formas recorrendo a caractersticas paramtricas em vez de CSG e
B-REP. Caractersticas so entidades de CAD de ordem superior. Por
exemplo, se um engenheiro desenhar um tijolo 3D com um buraco, o
buraco e considerado uma caracterstica do tijolo. Modeladores
baseados em caractersticas paramtricas usam mudanas de estados com
vista a manter informao sobre a construo do modelo e usam expresses
para constranger associaes entre as entidades geomtricas. Esta
propriedade permite que o utilizador faa uma modificao
em qualquer altura e gere novas representaes fronteirias do
modelo baseadas nessas mudanas. Esta propriedade designada por
operao de transmigrao. Uma operao de transmigrao indica que as
mudanas efectuadas numa determinada parte devem ser estendidas a
outras partes que dependam da primeira. Basicamente isto quer dizer
que se alguma coisa no modelo movida ento isso ir afectar outras
coisas que tero por sua vez de se ajustar para preservar as relaes
estabelecidas anteriormente. Esta expresso surgiu quando
modeladores paramtricos como o SolidEdge ganharam aceitao. Os
modeladores paramtricos criaram o BREP a partir da representao CSG
e das suas associaes, normalmente sob a forma de expresses LISP.
Uma operao Euler Boolean uma srie de modificaes na modelao de
slidos que preserva as caractersticas Euler numa representao de
fronteira em qualquer estado. Uma ou mais operaes Euler Boolean
guardada numa mudana de estado para que apenas represente os
modelos exequveis. A falha na manuteno das caractersticas Euler
resultara em entidades geomtricas e topolgicas frequentemente
retratada por M. C. Escher. Lista de tcnicas usadas para criar ou
representar modelos sliodos. Software de modelao recente pode usar
uma combinao de conceitos listados abaixo. Sweeping (varredura): o
Uma rea varrida movendo uma primitiva ao longo de um caminho para
formar uma superfcie slida. o Tambm conhecido como Sketch Based
Modeling Modelao com Base no Esboo. o Anlogo a vrias tcnicas de
manufactura tais como a extruso, fresagem, torneamento entre
outras. Representao de Fronteira Boundary Representation (BRep) o
Um objecto slido representado pelas suas superfcies de fronteira e
de seguida gravado formando um slido. o Tambm conhecido como
Surfacing o Anlogo a vrias tcnicas de manufactura tais como
moldagem por injeco, fundio, forjamento, termo-estampagem, etc.
Repetio parametrizada de primitivas Parametrized Primitive
Instancing o Um objecto especificado com referncia numa biblioteca
de primitivas parametrizadas o Por exemplo, um parafuso modelado
para a biblioteca, sendo depois utilizado para todas as medidas de
parafusos modificando apenas um conjunto dos seus parmetros
Enumerao de ocupao no espao Spatial Occupancy Enumeration (voxel) o
O espao dividido em clulas e o objecto especificado pelo conjunto
de clulas que ocupa. o Os modelos descritos desta forma tm base
numa anlise de diferenas finitas o Isto normalmente feito depois de
elaborado o modelo, como um prprocessamento automtico para um
software de anlise.
Decomposio de clulas Cellular Decomposition o Similar ocupao no
espao, mas as clulas no so nem regulares nem pr-fabricadas o
Modelos feitos desta forma so relativos a uma anlise de elementos
finitos o Isto normalmente feito depois de elaborado o modelo, como
um prprocessamento automtico para um software de anlise. Geometria
Slida Construtiva (CSG) o Objectos simples (primitivas) so
combinados usando operaes Booleanas (unio, diferena, interseco) e
transformaes lineares o Uma estrutura especial de informao chamada
rvore GSC (CSGtree), onde primitivas so as folhas e as operaes os
ndulos. Representao de funes (Frep) o Qualquer objecto representado
por uma nica funo real de coordenadas de pontos. Um ponto
encontra-se fora do objecto se a funo negativa, dentro do objecto
se a funo positiva e na fronteira de a funo for zero. o A funo
avaliada num ponto cruzando uma estrutura em rvore similar rvore
GSC o Tais representaes podem ser convertidas para Brep utilizado
algoritmos de poligonizao. Modelao baseada em caractersticas o
Combinaes complexas de objectos e operadores so consideradas
simultaneamente como uma unidade que pode ser modificada ou
duplicada o As operaes efectuadas so dispostas num histrico em
rvore onde as modificaes podem ser propagadas pela rvore Modelao
paramtrica o Os atributos das caractersticas so parametrizados
atribuindo-lhes etiquetas em vez de unicamente dimenses numricas e
as relaes entre parmetros no modelo inteiro so seguidas para tornar
mais fcil a alterao dos valores numricos o Combinado quase sempre
com as caractersticas, resultando em modelao baseada em
caractersticas paramtricas. Modelao por faceta o Dar forma
superfcie exterior do volume de todos os planos triangulares. o
Usado frequentemente em engenharia inversa de modelos fsicos.
Histria
Modelao de slidos tem de ser visto no contexto de toda a histria
do CAD, as principais metas so o desenvolvimento do seu sistema de
investigao BUILD seguido pelo seu spin-off Romulus comercial que
passou a influenciar o desenvolvimento de Parasolid e ACIS e
portanto a mid-range Windows baseado em modeladores de recurso,
como IronCAD, Design Alibre, SolidWorks, Solid Edge e forma Z (Mac
tambm) ea chegada do sistema de modelos slidos paramtricos como
T-FLEX CAD e Pro / ENGINEER.
Aplicaes prticas Modelao paramtrica de slido CAD Os modelos
slidos, nos ltimos 10 anos, tornaram-se objectos comuns nos
departamentos de engenharia atravs da evoluo de computadores e da
competio de softwares. Estes modelos criam uma representao virtual
3D utilizada para design e anlise da mesma. A interface entre o
software e o operador realizada atravs de macros, atalhos do
teclado e manipulao dinmica do modelo. A habilidade de reorientar o
modelo 3D dinamicamente, em tempo real, enfatizado e ajudando o
designer a manter uma imagem mental 3D. Um modelo slido parcial
geralmente consiste num grupo de caractersticas, acrescentando-as
at que o modelo fique completo. A engenharia de modelos slidos
constri, principalmente, com a utilizao de desenhos base; desenhos
2D so utilizados para criar desenhos 3D. Estes podem ser, por
exemplo cortes, ou extruses. Outra tcnica de modelao superfcie ou
surfacing (modelao livre de superfcie). Aqui as superfcies so
definidas e cortadas, sendo preenchidas at formar um slido. As
superfcies so normalmente definidas com curvas no espao e com uma
variedade de comandos complexos. A modelao de superfcies mais
complicada, mas a melhor aplicao em algumas tcnicas de fabrico como
por exemplo modelao por injeco. Modelos slidos feitos por molde por
injeco geralmente tm tantas caractersticas de superfcie como de
desenhos. Os desenhos tcnicos so criados de forma semi-automtica
baseados em modelos slidos. A aprendizagem e programao destes
softwares ngreme, mas um designer com grandes habilidades de domnio
nessas reas, possui uma grande produtividade. A modelao de slidos a
exigncia mnima na utilizao das capacidades do sistema CAD (desenho
assistido por computador). Modelao paramtrica usa parmetros para
definir um modelo (dimenses por exemplo). Os parmetros podem ser
modificados posteriormente que sero actualizados no modelo.
Normalmente existe uma relao entre as duas partes, montagem e os
desenhos. Numa pea existe mltiplas caractersticas, e para haver uma
montagem
necessrio existir mltiplas peas. Os desenhos tcnicos tanto podem
ser feitos com peas, como com montagem de peas.
Exemplo: Um veio criado por extrusao 100mm de comprimento,
seguidamente um cubo montado no final do veio. Mais tarde o veio
modificado para ter 200mm de comprimento (clique sobre o veio e
modifique o comprimento para 200mm). Quando o modelo estiver
actualizado o veio passar a ter 200mm de comprimento, e o cubo ser
deslocado para o final do veio em q foi montado, e os desenhos
tcnicos sero actualizados automaticamente. Exemplos de parmetros
so: dimenses, densidade do material, frmulas para descrever as suas
caractersticas geomtricas, dados importados (por exemplo, que
descrevem a superfcie). Relacionados com os parmetros, mas um pouco
diferentes so as restries. Estas so relaes entre as entidades que
compem uma forma particular. No caso de uma janela os lados podem
ser definidos como paralelos e do mesmo comprimento. A modelao
parametrizada bvia e intuitiva, mas para as 3 primeiras dcadas do
CAD no foi esse o caso. Modificao significa re-desenhar, ou
adicionar um corte ou salincia em cima do desenho antigo (inicial).
Dimenses em desenhos tcnicos so criadas em vez de serem mostradas.
Modelao parametrizada muito poderosa, mas requer mais habilidades
para a criao dos modelos. Um modelo complicado para uma parte
moldada por injeco pode possuir milhares de caractersticas, e ao
modificar uma caracterstica pode causar falhas posteriormente.
Modelos que so criados por modelos parametrizados so mais fceis de
manter e de modificar. Modelao paramtrica tambm presta-nos uma
reutilizao dos dados. Por exemplo, uma famlia de parafusos pode ser
contida num modelo. Animao Animao de personagens animadas por
computador , tecnicamente, um exemplo de modelao paramtrica, embora
sejam poucos na indstria que o considerem. A pela das personagens
modelada com manchas NURBS e costuradas por modelao poligonal. A
pele dos personagens ento associada parametricamente a um esqueleto
dentro de caracteres (sendo agora conduzida por sistemas de simulao
muscular). O esqueleto do personagem rodado em poses para que em
cada frame se criem animaes.
Modelao de slidos de sadeTomografia axial computadorizada
moderna e os scanners de ressonncia magntica podem ser utilizados
para criar modelos slidos de recursos internos do corpo, chamados
de renderizao de volume.
Usos da modelao de slidos de sade
Visualizao Visualizao de tecidos especficos do corpo (vasos de
sangue apenas e tumores, por exemplo). Design de prteses e outros
dispositivos mdicos e dentrios (isto s vezes chamado de customizao
em massa) Criao de modelos de malha poligonal para prototipagem
rpida (para ajudar os cirurgies a preparao para cirurgias difceis,
por exemplo) A combinao de modelos poligonais malha com modelao de
slidos de CAD (desenho de peas de substituio da anca, por exemplo)
A anlise computacional de processos biolgicos complexos, por
exemplo, fluxo de ar, o fluxo sanguneo Simulao computacional de
novos dispositivos mdicos e implantes in vivo
Ver tambm
Computer graphics Computational geometry Euler boundary
representation Engineering drawing Technical drawing List of CAD
companies
Referncias 1. ^ Machover, Carl (1996). "8". in Joanne Slike. The
CAD/CAM Handbook (1st ed.). McGraw-Hill. pp. 69.ISBN 0-07-039375-3.
2. ^ a b LaCourse, Donald (1995). "2". Handbook of Solid Modeling.
McGraw Hill. pp. 2.5. ISBN 0-07-035788-9. 3. ^ LaCourse, Donald
(1995). "2". Handbook of Solid Modeling. McGraw Hill. pp. 2.3. ISBN
0-07-035788-9. 4. ^ Weisberg, David (2008-09). "The Engineering
Design Revolution". David E. Weisberg. pp. 16-5.
http://www.cadhistory.net/chapters/16_Parametric_Technology.pdf.
Retrieved 2009-0626. 5. ^ LaCourse, Donald (1995). "8". Handbook of
Solid Modeling. McGraw Hill. pp. 8.2. ISBN 0-07-035788-9. 6. ^
LaCourse, Donald (1995). "11". Handbook of Solid Modeling. McGraw
Hill. pp. 111.2. ISBN 0-07-035788-9.
Links externos Example of relational solid modeling Medical
Solid Models - Heart and Skeleton The Solid Modeling Association
Resources for learning Solid Modeling
Retrieved from "http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_modeling"
Categories: Computer graphics | 3D computer graphics |
Computer-aided design | Euclidean solid
!"#$%#&' () *+,-*+.
,)'/0&(1 2$/)30&(1 () .$3)$4&0%&
,)#5$%#&
!"#$%#&' () *+,-*+.
,)'/0&(1 2$/)30&(1 () .$3)$4&0%&
,)#5$%#&
6)70)')$/&891 () ':7)0;# :63536 %0 3$;:036 aplicaes
especficas. 34$(&3=# para as fontes de luz e / ou espectador.
Isto vai dar uma aparncia bastante diferenciada, 4323 36 8#"'%6 5%
$:E % - #: %64%&'35#2? I6'# )3( 532 :03 3432Z"&(3 136'3"'%
5(8%2%"&(3539 portanto, uma etapa adicional frequentemente
adicionada, onde o sombreamento das 4#2'3"'#9 :03 %'343
35(&(#"3$ @ 82%D:%"'%0%"'% 35(&(#"3539 #"5% # 6#012%30%"'#
536 regies adjacentes misturado para proporcionar sombreamento
suave. Existem vrios 2%;(
