ANIMAÇÃO CARTOGRÁFICA: APLICAÇÕES NO NÍVEL MÉDIO DOS MARES E NA DERIVA CONTINENTAL

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1 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA 1 Ten ANDERSON GONÇALVES DOS SANTOS 1 Ten ANDERSON BARCELOS DE MELO ANIMAÇÃO CARTOGRÁFICA: APLICAÇÕES NO NÍVEL MÉDIO DOS MARES E NA DERIVA CONTINENTAL Relatório final das atividades desenvolvidas no Projeto Fim de Curso, cadeira de Graduação em Engenharia Cartográfica no Instituto Militar de Engenharia. Orientadores: Prof Luiz Felipe Coutinho Ferreira da Silva D.E pela EPUSP 1 Ten QEM Flávio Luis de Mello M.C. pela COOPE UFRJ Aprovado em 15 de Outubro de 2004 pela seguinte Banca Examinadora: Prof Luiz Felipe Coutinho Ferreira da Silva D.E. pela EPUPS Presidente 1 Ten QEM Flávio Luis de Mello M.C. pela COOPE UFRJ Leandro Andrei Beser de Deus Geógrafo pela UFRJ Rio de Janeiro 2004

2 AGRADECIMENTOS Agradecemos aos nossos pais que por nós zelaram e muito colaboraram para que até aqui chegássemos. Ao Professor Felipe e ao Ten Mello, nossos orientadores, que nos acompanharam, procurando sanar as dúvidas e direcionando as atividades a serem realizadas. E finalmente a todas as pessoas que direta ou indiretamente nos ajudaram na realização do feito. 2

3 Cada mapa é um mapa diferente e depende exclusivamente de sua finalidade. Turma 2004 Cartografia do IME 3

4 SUMÁRIO LISTA DE ILUSTRAÇÕES... 6 LISTA DE SIGLAS... 7 RESUMO... 8 ABSTRACT INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA AS CORRENTES MIGRATÓRIAS SERRA DA CAPIVARA A DERIVA CONTINENTAL O SURGIMENTO DA TEORIA DA DERIVA CONTINENTAL A TOPOGRAFIA DO FUNDO DOS OCEANOS EVIDÊNCIAS MAGNÉTICAS: PADRÕES DE FAIXAS E INVERSÕES POLARES ESPALHAMENTO DO FUNDO DOS OCEANOS REGISTRO DE ATIVIDADE SÍSMICA E VULCÂNICA TEORIA DOS HOTSPOTS TAXA DE DESLOCAMENTO DAS PLACAS INFLUÊNCIA DA DERIVA CONTINENTAL NAS CORRENTES MIGRATÓRIAS MATERIAIS MATERIAIS APLICATIVOS O GEBCO (GENERAL BATHYMETRIC CHART OF THE OCEANS) O 3D STUDIO MAX R O MACROMEDIA FLASH MX O MACROMEDIA DIRECTOR MX METODOLOGIA ESTUDO DO GEBCO EXPORTAÇÃO DOS DADOS IMPORTAÇÃO DOS DADOS PREPARACÃO DOS DADOS MODELAGEM INSERÇÃO DA ESCALA ÀS CURVAS ATRIBUIÇÃO DE COTAS ÀS CURVAS REPRESENTACÃO DA SUPERFÍCIE AJUSTES DO MODELO INSERÇÃO DA SUPERFÍCIE DE ÁGUA INSERÇÃO DO FATOR DE ESCALA NAS COTAS

5 4.5.7 INSERÇÃO DA ANIMAÇÃO EXPORTAÇÃO DA ANIMAÇÃO PARA O MACROMEDIA DIRECTOR SHOCKWAVE IMPORTAÇÃO DA ANIMAÇÃO PARA O MACROMEDIA DIRECTOR SHOCKWAVE INTERATIVIDADE INSERÇÃO DAS FERRAMENTAS DE INTERAÇÃO CRIANDO O EXECUTÁVEL DO PROJETO ANIMAÇÃO INTERATIVA DA DERIVA CONTINENTAL VETORIZAÇÃO DOS MAPAS ANIMAÇÃO DOS MAPAS INTERATIVIDADE CONCLUSÃO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

6 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Correntes migratórias Figura 2 Parque da Serra da Capivara, no sudeste do Piauí Figura 3 Parque da Serra da Capivara, no sudeste do Piauí Figura 4 Parque da Serra da Capivara, no sudeste do Piauí Figura 5 Toca do Boqueirão da Pedra Furada Figura 6 Fogueiras e pedras encontradas Figura 7 Fogueiras e pedras encontradas Figura 8 Evolução dos continentes Figura 9 Descobertas de fósseis Figura 10 As cordilheiras meso-oceânicas Figura 11 Padrão de faixas (ou bandas) magnéticas Figura 12 Seqüência da formação do padrão de faixas magnéticas Figura 13 Distribuição de atividade sísmica ao longo do globo Figura 14 Mapa da topografia do fundo Pacífico Norte Figura 15 Formação das ilhas havaianas por hotspot Figura 16 Área de trabalho do GEBCO Figura 17 Área de trabalho do 3D Studio Max Figura 18 Zoom in na área de trabalho do GEBCO Figura 19 Modelagem da topografia da área mostrada na FIG Figura 20 Modelagem da topografia com o efeito de iluminação Figura 21 Modelagem com nível do mar atual Figura 22 Modelagem com nível do mar 200 metros abaixo do atual Figura 23 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=5) Figura 24 Modelagem da... de escala (k=5) e efeito de iluminação Figura 25 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=10) Figura 26 Modelagem da... de escala (k=10) e efeito de iluminação Figura 27 Modelagem da... de escala (k=10) e níveis de cinza Figura 28 Janela de Exportação do 3D Studio Max Figura 29 Janela de Controle das Opções de Exportação Figura 30 Área de Trabalho do Macromedia Director ShockWave Figura 31 Área de Trabalho (Configurando a Interação)

7 LISTA DE SIGLAS ASCII CHN DOS DXF GEBCO IBAMA PIBIC TXT UNESCO American Standart Code for Information Interchange Centro de Hidrografia e Navegação Disk Operating System Drawing Interchange File General Bathymetric Chart of the Oceans Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica Text File Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura 7

8 RESUMO Com o avanço nas áreas de pesquisa e descobertas de novos sítios arqueológicos, a sociedade científica caminha em direção a detalhar o processo de ocupação do continente Americano. Essas descobertas caracterizam-se como importantes fontes de estudo que poderão transformar-se em base para contestação ou reafirmação das teorias elaboradas até a atualidade. O fenômeno da oscilação dos Oceanos, mais especificamente do Oceano Pacífico para este caso, é um dos fatores que faz com que os cientistas desconfiem da veracidade de certas teorias, devendo-se este, portanto, ser analisado com cuidado. Em decorrência desta possibilidade associada às teorias, formou-se a proposta deste trabalho, com o qual pretende-se fornecer uma base digitalizada animada para auxiliar estes estudos, de maneira que esta possua interatividade com o usuário, facilitando a observação do fenômeno de oscilação do nível médio dos mares e da deriva continental, além de outros como rotas de navegação e correntes marinhas, por exemplo. 8

9 ABSTRACT With the advance in the searching areas and discoveries of new archaeological places, the scientific society walks in direction to detail the process of occupation of the American continent. These discoveries are characterized as important sources of study that could be changed into base for plea or reaffirmation of the theories elaborated until the present time. The phenomenon of the oscillation of the Oceans, more specifically of the Pacific Ocean for this case, is one of the factors that this make the scientists suspect of the veracity of certain theories, having itself, therefore, to be analyzed carefully. In result of this possibility associated with the theories, it was formed proposal of this work, with which it is intended to supply a digital base livened up to assist these studies, thus this possess interactively with the user, facilitating the comment of the phenomenon of oscillation of the mean sea level and continental drift, beyond others as routes of navigation and sea chains, for example. 9

10 1 INTRODUÇÃO 1.1 JUSTIFICATIVA A justificativa deste trabalho se encontra na aplicação do mesmo como ferramenta auxiliar em um trabalho de paleoparasitologia, desenvolvido pela Fiocruz. A paleoparasitologia, por sua vez, é a ciência que busca informações arqueológicas de parasitos em coprólitos, isto é, em fezes fossilizadas. As evidências buscadas pela paleoparasitogia visam informar os pesquisadores sobre os hábitos alimentares, os parasitos, enfim, dar aos cientistas dados concretos sobre a história humana em seus detalhes. Um fenômeno extremamente relevante para a paleoparasitologia é a migração do homem através dos continentes, pois suas teorias podem reforçar aquelas informações obtidas pela paleoparasitologia, ou vice-versa. Sendo assim, necessitase de apoio ao estudo da migração humana através do continente, para que se obtenha maiores informações sobre o objeto de estudo e as conexões entre os fenômenos envolvidos. 1.2 OBJETIVO Do contexto abordado acima surgiu o objetivo do presente trabalho, que é fornecer uma ferramenta cartográfica animada e interativa, que auxilie o estudo da origem dos habitantes das Américas. Nesse sentido, idealizou-se a confecção de modelos da topografia submarina que pudessem ser facilmente manipulados, 10

11 permitindo assim, a visualização de diferentes conformações da geografia da região em estudo para diferentes níveis do oceano. Tendo sido confeccionados os modelos, agregou-se uma nova proposta de trabalho que introduz mais uma variável relevante ao tema: adicionar à ferramenta inicialmente proposta uma visualização do fenômeno da deriva continental. Porém, a simplicidade da proposta não reflete a dificuldade de realizá-la, já que isto implica numa mudança significativa na topografia submarina. 11

12 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 AS CORRENTES MIGRATÓRIAS A teoria de maior credibilidade é a de Hrdlicka, isto pelo fato de existir uma uniformidade de certos traços culturais e físicos nos primitivos habitantes da América, que correspondem aos dos povos mongóis. Há ainda a comprovação de que no passado, no período entre e anos atrás existiu um trecho de terras que unia o Alasca ao nordeste da Ásia. O nível das águas do Oceano Pacífico era mais baixo deixando uma passagem terrestre ou a ponte terrestre, assim chamada pelos estudiosos da área. Existia, naquela localidade, uma grande planície ligando a Ásia à América, e o homem primitivo, segundo Hrdlicka, pode ter atravessado para a América a pé, seguindo a rota de animais. Portanto, não existia nesta época a passagem marítima que hoje se conhece por Estreito de Bering. Estes fatores fizeram com que os estudos quanto ao povoamento da América fossem dados como encerrados durante um período. Paralelamente, em uma linha de pesquisa mais abrangente, que leva em conta elementos culturais, lingüísticos e antropológicos, Paul Rivet considera a existência de outras correntes migratórias. A corrente Asiática explica traços físicos e culturais uniformes encontrados no indígena americano. Esta corrente encontra-se em concordância com a teoria de Hrdlicka, pois admite que os grupos mongóis, provenientes do nordeste da Ásia, chegaram à América, há cerca de anos, atravessando o atual Estreito de Bering, que na época dos períodos interglaciais constituía um trecho de terra. Uma outra tese de Rivet admite um processo migração conhecido como corrente Malaio-Polinésia. Esta, por sua vez, defende a chegada de povos da Oceania navegando pelo Pacífico sul. Até hoje os grupos melanésios e polinésios são 12

13 considerados grandes navegadores e por isso acredita-se que eles possam ter atravessado o Pacífico de ilha em ilha, até o litoral andino, que posteriormente atravessaram a cordilheira dos Andes atingindo assim a porção sul da América. Já uma terceira tese tem como base a migração de grupos oriundos da Austrália. Supõe-se que eles vieram para o sul da Argentina, mais especificamente para a Patagônia, através do Pacífico, dando origem aos seus representantes mais expressivos, os índios patagões, e a outros grupos indígenas do Chile, sendo esta conhecida como corrente Australiana. Concorre ainda a esta lista de suposições, uma linha de migração conhecida como corrente Uraliana ou Esquimó, que penetrou na América partindo do norte dos montes Urais, região situada entre a Europa e a Ásia, e atravessou o Ártico povoando deste modo a América. Figura 1 Correntes Migratórias ( Janeiro de 2003) Como pode ser observado, a origem do homem americano pode ser atribuída a vários povos. Observa-se no mapa que existem várias possibilidades de uma migração para as Américas. Entretanto a arqueóloga Niéde Guidon realizou descobertas na região do sudeste do Piauí, mais exatamente na Serra da Capivara. 13

14 Estas mostraram a existência de culturas que datam de aproximadamente anos atrás, que contrariam a hipótese de Hrdlicka. A descoberta de Niéde Guidon volta a abrir as portas para as linhas de pesquisa sobre a origem do homem americano. O parque da Serra da Capivara é um sítio arqueológico que pode dar base a contestar ou a reafirmar as teorias estabelecidas até os dias atuais. 2.2 SERRA DA CAPIVARA A Serra da Capivara está localizada no Parque Nacional da Serra da Capivara, foi criado em 1979 a fim de proteger os sítios descobertos. Com cerca de 500 mil hectares, o parque situado no sudeste do Piauí, pertence aos municípios de São Raimundo Nonato, Brejo do Piauí, Coronel José Dias e João Costa. A região guarda a maior concentração de sítios pré-históricos da América e uma importante amostra da Caatinga brasileira, que estão sob a responsabilidade da Fundação Museu do Homem Americano e do Ibama. O parque é considerado pela Unesco como Patrimônio Mundial da Humanidade, dada sua inegável importância. Conteúdo extraído do site em janeiro Figuras 2, 3 e 4 - Parque da Serra da Capivara, 500 mil hectares no sudeste do Piauí 14

15 Em 1998, a área de 502 mil hectares foi transformada em parque nacional. Mas por falta de estrutura, está fechada ao turismo. Só tem um funcionário para fiscalizar toda aquela imensidão. É uma área em que nós temos que investir bastante na pesquisa. Sou daqui, mas não conheço o parque inteiro - 80% do que existe nesta área é primitivo, lugar onde o homem nunca colocou o pé. (José Wilmington Ribeiro, gerente do parque). Figura 5 - Toca do Boqueirão da Pedra Furada é o sítio arqueológico mais antigo das Américas. Em uma estrutura de cimento, está guardado o carvão de 154 fogueiras que, segundo os métodos mais modernos de datação, são de 57 mil anos, vestígios do primeiro homem das Américas. Figuras 6 e 7 Fogueiras e pedras encontradas... as fogueiras teriam sido de incêndios naturais. Um incêndio natural na floresta deixaria uma camada esparramada de carvão e não em concentrações de carvão em locais variados... Havia pedras, blocos, que indicavam uma estrutura de fogueira.... Uma revolução na concepção teórica sobre a rota seguida pelos ancestrais foi formada após a descoberta deste sítio. Acredita-se, em princípio, que a corrente migratória tenha seguido uma rota que passa pelas ilhas do Pacífico Sul e assim alcançado a porção sul das Américas pelo oeste do continente. Um fato que sustenta esta hipótese, é a contínua atividade vulcânica em certas aregiôes do pacífico sul, onde poderiam ter surgido ilhas 15

16 2.3 A DERIVA CONTINENTAL Tendo em vista as descobertas mais recentes sobre a origem do povoamento no continente, que alteraram em mais de 30 mil anos as teorias anteriores, pode-se suspeitar de uma pequena diferença no relevo que hoje está submerso. Esta alteração na topografia, mesmo sendo reduzida, pode fazer diferença, na movimentação dos povos ao longo de seus trajetos até se estabelecerem no continente americano. Portanto, faz-se necessário um estudo do processo da deriva continental, que promove a alteração no relevo submarino. Por este motivo, justificase sua inclusão no projeto O SURGIMENTO DA TEORIA DA DERIVA CONTINENTAL A idéia do movimento dos continentes veio a tomar vulto cientificamente sustentável somente com o meteorologista alemão Alfred Lothar Wegener, em Em sua hipótese, que viria a ser designada como a teoria da deriva continental, Wegener defendia que, há cerca de 200 milhões de anos, todos os continentes atuais se encontravam unidos num único continente. Esta massa de terra única, ao qual deu a designação de Pangea, teria se fragmentado e os continentes resultantes teriam se deslocado ao longo o tempo até formar os continentes como os conhecemos. (ver figura 8). 16

17 Figura 8 Evolução dos continentes desde a Pangea até os dias atuais. ( 2004) Na idealização de sua teoria, Wegener se apoiava no fato de que os contornos das regiões costeiras dos continentes possuírem forte complementaridade, assim como as plataformas continentais. Além disso, ele contemplava a descoberta de 17

18 fósseis da mesma espécie em regiões adjacentes quando da união dos continentes, supondo ser impossível para aqueles seres atravessarem tão vastos oceanos(ver figura 9). Para Wegener, a deriva dos continentes após a fragmentação da Pangea explicava não apenas a ocorrência dos depósitos fósseis, mas também as evidencias paleoclimáticas que apontavam para mudanças climáticas drásticas em alguns continentes. De fato, a descoberta de fósseis de plantas tropicais (sob a forma de depósitos de petróleo) na Antártida levava a crer que este continente gelado deveria ter estado situado mais próximo do equador, num clima mais temperado, onde vegetação pantanosa luxuriante poderia crescer. Outras incongruências geológicas e paleoclimáticas incluíam a descoberta de fetos fósseis (Glossopteris) em regiões atualmente polares, e a ocorrência de vestígios de depósitos glaciares em áreas áridas de África, tais como o vale do rio Vaal na África do Sul. Figura 9 Descobertas de fósseis ao longo de alguns continentes. ( 2004) 18

19 Apesar de estar apoiada em fortes evidências, a teoria de Wegener, como era de se esperar, sofreu forte contestação por não conseguir explicar como os continentes se moveriam. Por falta de maior conhecimento, Wegener sugeriu que os continentes deslizariam sobre o fundo dos oceanos, o que foi contestado pelos geofísicos dado ao fato de que seria impossível mover uma grande massa de rocha sólida sobre o fundo do oceano sem que essa se partisse. No entanto, anos depois, com o surgimento de novas evidências provenientes da exploração da topografia submarina, a teoria viria a ser reconhecida como válida. No inicio da década de 50, devido à tecnologia mais avançada, emergiram uma série de evidências que voltariam a abrir o debate em torno das idéias de Wegener e sobre as sua implicações: 1. A demonstração da superfície irregular e juventude geológica dos fundos oceânicos; 2. A confirmação de reversões repetitivas do campo magnético da Terra ao longo do seu passado geológico e a interpretação do padrão de bandas magnéticas dos fundos oceânicos; 3. A emergência da hipótese do alastramento do fundo oceânico associado a fenômenos de "reciclagem" da crosta; 4. A acumulação de documentação precisa sobre a distribuição da atividade sísmica e vulcânica, sobretudo ao longo das fossas e cadeias montanhosas submarinas A TOPOGRAFIA DO FUNDO DOS OCEANOS Até o século XIX, a topografia submarina constituía fonte de especulações, que em sua maioria afirmavam que o fundo dos oceanos eram relativamente planos em toda sua extensão e sem nenhuma característica morfológica considerável. Já no 19

20 século XIX, através de métodos batimétricos, então recentemente desenvolvidos, revelou-se às primeiras evidências da existência de montanhas submersas. A próxima etapa na evolução do conhecimento da morfologia do fundo dos oceanos deu-se na época da primeira guerra mundial, através da utilização de sonares, que permitiram a constatação da existência de cadeias montanhosas submersas, como já haviam sido sugeridos por levantamentos batimétricos anteriores. Após a década de 50, as técnicas oceanográficas foram avançando cada vez mais e permitindo um maior registro de dados da topografia submarina de tal forma que na década de 70 já era possível cartografar todo o fundo dos oceanos. As expedições para o levantamento do fundo oceânico permitiram também a descoberta de que a camada de sedimentos no fundo era muito fina, ao contrário do que era esperado, já que a idade estimada para a formação destes era de aproximadamente quatro bilhões de anos. Esta descoberta, juntamente com a descoberta das cordilheiras meso-oceânicas (ver figura 10), assim como de fossas abissais, revelar-se-iam muito importantes no desenvolvimento da teoria das placas tectônicas. Figura 10 As cordilheiras meso-oceânicas ( 20

21 2.3.3 EVIDÊNCIAS MAGNÉTICAS: PADRÕES DE FAIXAS E INVERSÕES POLARES Com a utilização de instrumentos que detectam variações no campo magnético, originalmente utilizado para localizar submarinos, os pesquisadores descobriram alterações magnéticas no fundo dos oceanos. Estas alterações já eram esperadas, pois já se conheciam bem as propriedades magnéticas do basalto, rocha de origem vulcânica predominante no fundo dos oceanos. Além disso, já se tinha notícia de alterações na leitura de bússolas por antigos navegadores. No entanto, a quantificação destas alterações provocadas pelo basalto, veio a se permitir uma nova forma de estudo do solo submarino. Ao se iniciar o século XX, cientistas especializados na variação do campo magnético da terra ao longo dos anos, os paleomagnetistas, classificaram as rochas quanto ao alinhamento de sua polaridade com a do planeta. Neste tipo de classificação podemos encontrar dois tipos de rocha, as de polaridade normal e as de polaridade invertida. O primeiro tipo é aquele no qual a polaridade coincide com o campo magnético da terra atual, e no segundo a polaridade é invertida. Isto ocorre porque a magnetita, mineral encontrado no basalto, enquanto está fundida sob a forma de magma, assume o alinhamento magnético ao qual está submetido, ou seja, a polaridade da Terra no momento e ao solidificar permanece com tal alinhamento indefinidamente. Com a continuidade do rastreio do fundo dos oceanos, pôde-se perceber que as propriedades magnéticas do basalto apontavam para a formação de um padrão na ocorrência de rochas dos grupos de polaridade normais e invertidas, que se dava sempre alternadamente em torno das cristas das cordilheiras meso-oceânicas. Este padrão foi denominado de padrão de faixas magnéticas ou padrão de bandas magnéticas, devido as listras causadas pela alternância nos grupos de rocha (ver figura 11). 21

22 Figura 11 Padrão de faixas (ou bandas) magnéticas. ( 22

23 2.3.4 ESPALHAMENTO DO FUNDO DOS OCEANOS Com a descoberta do padrão de faixas magnéticas, vieram, logicamente, mais perguntas: Como se forma e por que se dispõem simetricamente em torno das cristas das cordilheiras meso-oceânicas? Perguntas estas que não poderiam ser respondidas sem o conhecimento da formação das próprias cristas. A partir deste momento, cientistas começaram a estudar a formação das cristas, propondo, por exemplo, que as cristas meso-oceânicas representavam zonas estruturais mais frágeis da crosta terrestre onde o magma poderia aflorar mais facilmente. Ao mesmo tempo, informações sobre a ocorrência do padrão de bandas magnéticas eram agregados com a finalidade de explicar sua formação. Informações sobre as rochas ao longo do padrão também foram importantes, já que se propunha uma continua formação delas, mas o tamanho da terra era incompatível com tal fenômeno. Isto sugeria que, simultaneamente à formação das cristas, deveria existir um ponto onde elas eram absorvidas. Com o estudo das rochas que compõem o solo oceânico, foi possível constatar que a idade das mesmas ao longo das cristas eram as mais jovens e, na medida em que se afasta das cristas, encontra-se datações mais antigas. Além disso, uma outra evidência que contribuiu fortemente para a aceitação da hipótese do alastramento do fundo dos oceanos, é o fato de que as rochas que se encontram nas cristas são sempre do grupo de polaridade normal, evidenciando que foram formadas mais recentemente, no sentido geológico. A proposta do espalhamento do fundo dos oceanos ganhou uma fundamentação teórica e conseqüentemente, a hipótese de Wegener da deriva continental também o fez, já que agora se possuía um mecanismo bem explicado de como se moveriam os continentes. (ver figura 12) A figura mostra as evidências encontradas nas rochas do fundo dos oceanos. As faixas coloridas representam polaridades do campo magnético da Terra, coincidentes com a atual, e as faixas brancas representam polaridades invertidas. Observando-se a figura, observa-se que a explicação dada para sustentar este 23

24 padrão simétrico é encontrada na teoria do espalhamento do fundo dos oceanos. Além disso, há o fato de que, ao longo da linha pontilhada (cristas das cordilheiras meso-oceânicas), a idade das rochas é sempre menor, ao passo que, quanto mais distante das cristas, mais velhas são as rochas. Figura 12 Seqüência da formação do padrão de faixas magnéticas ( REGISTRO DE ATIVIDADE SÍSMICA E VULCÂNICA O aprimoramento e a utilização em escala mundial de instrumentos sismológicos durante o século XX, contribuíram sobremaneira para o registro preciso das ocorrências de fenômenos sísmicos (ver figura 13). Conseqüentemente, foi possível constatar que tais fenômenos ocorrem predominantemente nas regiões próximas às cristas meso-oceânicas e às fossas abissais. Desta maneira, ao fim da década de 20, os sismologistas começaram a identificar várias zonas proeminentes, em termos de ocorrência de fenômenos sísmicos, que se concentravam em linhas paralelas às fossas, num plano com uma inclinação típica de 40 a 60º aproximadamente em relação à superfície e que se estendia por várias centenas de quilômetros para o interior da Terra. Estas zonas viriam, mais tarde, a ser conhecidas por zonas de Wadatti - Benioff, ou simplesmente por zonas de Benioff. 24

25 O registro dos sismos e das atividades vulcânicas de forma precisa e numerosa permitiu a inferência de uma evidente correlação entre suas ocorrências e a disposição das cristas meso-oceânicas e as fossas abissais, o que veio a imprimir mais força à teoria do espalhamento do fundo do oceano. Figura 13 Distribuição de atividade sísmica ao longo do globo coincidente com as cristas meso-oceânicas e as fossas abissais ( 2004) 25

26 2.3.6 TEORIA DOS HOTSPOTS Ainda sob a ótica de observação das atividades vulcânicas, surgiram algumas exceções afiguradas por certas ilhas de origem vulcânica como o arquipélago do Hawai. Aquelas ilhas teriam se formado a milhares de quilômetros da crista e da fossa mais próximo, no meio do oceano, criando uma controvérsia em sua formação e a teoria em recente desenvolvimento. Surgiu, então, uma idéia engenhosa que acabaria por ser conhecida pela teoria dos "hotspots". Em 1963, J. Tuzo Wilson surgiu com uma teoria que iria resolver este problema. Ele notou que em certas regiões ao longo do globo, tais como o Hawai, o vulcanismo tem se mantido ativo ao longo de vastos períodos do tempo geológico. Perante estas observações ele argumentou que apenas se poderiam verificar estas zonas sob a litosfera, se existissem regiões do interior da Terra - "hotspots" - relativamente pouco extensas excepcionalmente quentes e duradouras, que constituíssem enormes fontes localizadas de energia calorífica - "thermal plumes" capazes de manter esse vulcanismo. Mais especificamente, Wilson estabeleceu a hipótese de que a disposição distintivamente linear da cadeia de ilhas havaianas, e do Emperor Seamounts (ver figura 14), resultaria da atividade de um profundo "hotspot" localizado no manto subjacente à placa do Pacifico. Segundo Wilson, o calor proveniente deste "hotspot" produziria uma persistente fonte de magma devido à fusão parcial da placa litosférica do Pacífico em deslocamento. Este magma, menos denso do que a rocha sólida envolvente, ascenderia então ao longo da litosfera até emanar no fundo do oceano, formando um vulcão submarino. Ao longo dos tempos, as inúmeras erupções conduziriam ao elevamento do cone até que este emergisse, finalmente, acima do nível da água, formando uma ilha vulcânica. 26

27 Figura 14 Mapa da topografia do fundo pacífico norte, mostrando a cadeia de ilhas Havaianas e do Emperor Seamount ( 2004) A teoria explicava que, pelo movimento das placas, os hotspots formariam vulcões que estariam ativos durante certo tempo e a partir do momento que se tornassem extintos, novas ilhas se formariam, num ciclo que deixaria um rastro ao longo da placa em movimento(ver figura 15). Figura 15 Formação das ilhas havaianas por hotspot ( 2004) 27

28 Em última instância, a teoria produzia a noção de que as ilhas se mostrariam mais velhas quanto mais afastadas do hotspot. Isto pode ser constatado pela simples observação das rochas vulcânicas do arquipélago. Localizado no extremo noroeste do arquipélago do Hawai - a ilha de Kauai-, revelam uma idade aproximada de 5.5 milhões de anos e encontram-se profundamente erodidas, enquanto que, por outro lado, as rochas vulcânicas mais antigas do Hawai, localizada no extremo sudeste do arquipélago, presumivelmente sobre o hotspot, revelam, por seu turno uma idade aproximada de apenas 0.7 milhões de anos. A confirmação da teoria dos hotspots além de resolver a aparente contradição das ilhas havaianas estarem distante das zonas as quais se presumiam, permitiram a consolidação da teoria sintética das placas tectônicas TAXA DE DESLOCAMENTO DAS PLACAS Ao examinar a taxa de deslocamento médio nas diferentes placas, percebe-se que elas podem variar bastante de uma para outra. Como exemplo, pode-se citar a placa do Ártico que se desloca em média 2.5 cm/ano, e uma placa localizada ao sudeste do oceano pacífico(east Pacific Rise), que se desloca a 15 cm ao ano. Apesar de ser possível determinar, de uma forma direta, a velocidade que uma placa tectônica está a se deslocar atualmente, a determinação da taxa de deslocamento de uma placa tectônica ao longo os tempos geológicos revela-se, por outro lado, um processo mais complexo. Uma alternativa a este problema é determinar as velocidades médias recorrendo ao padrão de faixas magnéticas. Como elas registram as inversões do campo magnético da Terra, é possível, conhecendo-se aproximadamente o período de tempo ao longo do qual a inversão tenha ocorrido, determinar o deslocamento médio da placa em questão ao longo do período de tempo definido. Uma alternativa e a determinação da velocidade média de deslocamento de uma placa a partir da análise de mapas geológicos. Se uma 28

29 formação geológica de idade conhecida - com composição distintiva e estrutura ou fósseis característicos - for localizada numa placa tectônica sendo, por outro lado, possível estabelecer uma correspondência direta relativamente à sua origem, com a mesma formação geológica do outro lado da fronteira entre placas, isto é, em outra placa tectônica, então, quantificando-se a distância pela qual estas formações se encontram atualmente afastadas é possível determinar a velocidade média a que ambas as placas se movem. Esta técnica simples tem sido utilizada de um modo eficiente para determinar a taxa de deslocamento das placas ao longo das fronteiras de divergência entre placas, tais como a cordilheira meso-oceânica do Atlântico, e também ao longo de fronteiras em transformação, como a Falha de Santo André (San Andreas Fault) Atualmente, a movimentação das placas tectônicas pode ser seguida mediante recursos de medições geodésicas efetuadas no terreno ou por rastreamento de satélites. Como o movimento das placas se dá em um nível global, a melhor percepção do fenômeno se dá por observações externas ao planeta. As três técnicas geodésicas que envolvem o recurso da tecnologia espacial mais utilizadas na atualidade são: VLBI ("Very Long Baseline Interferometrty"); SLR ("Satellite Laser Ranging"); e GPS ("Global Positioning System"). Dentre estas três técnicas, o GPS tem-se revelado a mais vantajosa no estudo dos movimentos da crosta. A técnica de medição por GPS é simples: Tendo-se dois pontos de rastreio contínuo em placas diferentes, pode-se determinar a menor separação entre eles, e conseqüentemente a taxa de deslocamento entre elas. 2.4 INFLUÊNCIA DA DERIVA CONTINENTAL NAS CORRENTES MIGRATÓRIAS Conhecendo dados numéricos das diferentes taxas de deslocamento médio das placas, pode-se fazer um cálculo aproximado que influenciará diretamente no projeto 29

30 proposto. Esta influência se faz presente na estimativa da magnitude das alterações do relevo devido à deriva continental, o que viria a sustentar a inclusão deste fenômeno no estudo das correntes migratórias. Assumindo que as placas tectônicas se deslocassem a uma velocidade média de 15 cm/ano(maior taxa) e que as diferentes correntes migratórias atingem, no máximo, idades de anos. Podese estimar, de modo aproximado, qual a diferença de distância entre os continentes em relação à posição que se conhece atualmente. Multiplicando-se a taxa de deslocamento média calculada anteriormente, pelo tempo a que se atribui o fenômeno migratório do continente americano, chega-se a um valor de cm, o que equivale a 15 km para uma placa tectônica em relação à outra. Os valores acima calculados, mesmo tendo sido aproximados para valores mais altos do que os da realidade, não justificam a inclusão da deriva continental no modelo proposto pelo trabalho, para o auxílio no estudo das correntes migratórias. Isso acontece porque, as distâncias estudadas são da ordem de milhares de quilômetros, ao passo que as variações encontradas não ultrapassam dezenas de quilômetros. Entretanto, o fenômeno da deriva continental será incluído no projeto para auxiliar futuras aplicações, onde a influência daquele se faça mais significativamente. 30

31 3 MATERIAIS 3.1 MATERIAIS Para o desenvolvimento desta pesquisa utilizam-se os seguintes recursos disponíveis: - Computador Pentium II 200MHz; - Computador Pentium III 1.0 GHz; - Computador Atlon Xp 2400+; - Software O GEBCO da British Oceanographic Data Centre, 1997; - Software 3d Studio Max R 5.0 versão trial, da Discreet; - Software Macromedia Flash MX versão trial, da Macromedia; - Software Macromedia Director MX versão trial, da Macromedia; - Internet. Conta-se também com o auxilio de bibliografia especializada na área de desenvolvimento dos aplicativos que constam de livros e apostilas digitais citadas no tópico, referências bibliográficas. 3.2 APLICATIVOS 31

32 3.2.1 O GEBCO (GENERAL BATHYMETRIC CHART OF THE OCEANS) O GEBCO 97 versão 2.0, General Bathymetric Chart of the Oceans publicado pela British Oceanographic Data Centre, em 1997, é um Atlas geográfico digital, em forma de um aplicativo, com funcionalidades cartográficas, que opera em uma plataforma DOS (Disk Operating System), constituído por cartas batimétricas de todos os oceanos e mares da Terra, porém não deve ser utilizado para fins geodésicos, pois como especificado na própria documentação do software a batimetria por ele apresentada é fruto de interpretações científicas obtidas de diversas fontes com qualidades e acurácia de informações diferentes O 3D STUDIO MAX R 5.0 O programa 3D Studio Max apresenta uma forma prática de produzir animações e artes eletrônicas, sendo por isso, considerado um dos melhores softwares para modelagem, texturização e animação de imagens, trazendo um novo nível de produtividade e novos recursos de configuração que possibilitam a interação entre a máquina e o usuário, além de fornecer uma grande flexibilidade de operação nos seus comandos de modelagem. Os recursos mínimos de máquina para poder trabalhar de forma satisfatória com este software é cerca de 300Mbytes de espaço livre de disco, microprocessador Pentium e um monitor Super VGA não entrelaçado, com placa de vídeo de 4MBytes de memória. O 3D Studio Max é um programa que incrementa a aparência de uma animação em 3D, combinando efeitos como abertura, modelagem e interatividade. Por isso, ele é utilizado para desenvolver filmes e vídeos. Além disso, disponibiliza velocidade, liberdade de animação e efeitos especiais, utilizados em jogos eletrônicos, preenchendo desta forma os requisitos básicos do software a ser utilizado na realização do trabalho, no tocante a confecção do modelo 3D animado. 32

33 O 3D STUDIO MAX é o mais popular programa para a criação de imagens e animações realistas de excelente qualidade, com a grande vantagem da sua instalação em PC's com ambiente Windows, o que o torna acessível a qualquer utilizador... novo Gizmo de transformação e grelhas automáticas sobre faces, considerável aumento do número de modificadores e facilidades de modelação, incluindo modelação orgânica, linguagem de macros imediatamente disponível e de utilização simplificada... facilidades e potencialidades para a criação de imagens e animações realistas (Bconsult, 2003) O MACROMEDIA FLASH MX O Macromedia Flash MX permite o desenvolvimento de interações e animações que suportam a adição de formatos de vídeo, a criação de links de navegação e de ferramentas de desenho. Associado a este, tem-se a linguagem de programação, o ActionScript, que é uma linguagem orientada a objetos. Ou seja, apartir desta podese criar botões e encadeamento de processos dos quais lançou-se mão neste trabalho para executar algumas das tarefas. O Flash da Macromedia é, sem dúvida nenhuma, um dos melhores programas para a criação de animações, vídeos interativos e aplicações para a internet, unindo a precisão e a flexibilidade das imagens vetoriais, com imagens bitmaps, sons, animações e interatividade, de maneira fácil e intuitiva (Oliviero, 2001) O MACROMEDIA DIRECTOR MX O Macromedia Director MX tem, por sua vez, a característica importar arquivos em formato W3D (ShockWave 3D Scene) exportados pelo 3D Studio MAX R5.0, da 33

34 Discreet, através de um plugin desenvolvido em parceria entre as duas fabricantes para adicionar ao modelos a interatividade com o usuário, além de possuir o recurso de modelagem 3D que pode ser utilizado para a correção ou confecção de alguma imperfeição na modelagem do 3D Studio. "O Macromedia Director 8.5 Shockwave Studio permite que usuários do Director criem aplicativos do mundo real que entregam envolventes 3D, enquanto os atuais desenvolvedores de 3D podem alcançar um novo público na Web... Com a habilidade superior de autoria do Director e o poder e a penetração do Macromedia Shockwave Player, a plataforma para entrega de experiências de alto-impacto na Web em 3D chegou para ficar. Os usuários do Director não só se beneficiarão da nova funcionalidade de 3D, como também dos novos recursos como a integração com o Macromedia Flash 5" (Peter Ryce, diretor-sênior de marketing de produtos da Macromedia). 34

35 4 METODOLOGIA Como primeira etapa, direcionou-se a pesquisa no sentido de obter dados para e confeccionar as bases cartográficas, compostas de cartas batimétricas digitais, que serviram para um modelo aproximado da topografia submarina dos oceanos ao longo do tempo. Visto que transformações na topografia submarina, em sua configuração, levam milhares de anos para ocorrerem e não seguem um padrão, torna-se impossível determiná-las com exatidão, uma vez que esses fenômenos não podem ser modelados por uma função matemática. Mesmo que os intervalos de tempo sejam curtos em relação a todo o período estudado, não é possível assegurar-se como ocorreu o fenômeno de transição entre as duas datas, apesar de serem conhecidas às etapas inicial e final. Os dados utilizados na confecção dos modelos digitais foram cedidos pelo Centro de Hidrografia e Navegação (CHN), da Marinha do Brasil. Eles constam de cartas batimétricas de toda a Terra, que estão em meio digital, utilizadas na confecção da topografia submersa do Oceano Pacífico. Realizou-se, então, um estudo acerca de tais cartas, para verificar as suas potencialidades e descobrir qual método seria usado para converter os seus dados para um formato no qual pudesse ser importado por um software de modelagem tridimensional. Paralelamente, desenvolveu-se uma pesquisa na área de aplicativos que trabalham com modelagem 3D de forma a obter o melhor desempenho e a performance mais refinada possível. Analisaram-se os softwares 3D Studio Max, Character Studio e Maya, porém, por questões de facilidade de aquisição de apostilas de operação e de uma versão trial do aplicativo, escolheu-se o 3D Studio Max R 5.0 da Discreet. 35

36 4.1 ESTUDO DO GEBCO Terminadas as etapas anteriormente mencionadas, passou-se a analisar e estudar, os dados fornecidos pelo CHN, seguindo a metodologia de aprender como funciona cada ferramenta disponibilizada pelo aplicativo, o GEBCO, cuja área de trabalho esta disposta na Figura 16. Cabe ressaltar que, nesta etapa, utilizou-se grande parte do tempo destinado à realização da pesquisa, uma vez que o software dispõe de várias ferramentas a serem utilizadas, tanto em operação com em obtenção de resultados. Porém, o maior problema é a exportação dos dados para um formato no qual fosse possível trabalhar com o programa de modelagem. Figura 16 Área de trabalho do GEBCO 36

37 4.2 EXPORTAÇÃO DOS DADOS Encontrar o método para exportar os dados do GEBCO para um formato, que pudesse ser importado pelo 3D Studio Max era uma fase a ser vencida nesta etapa. Pensou-se em várias formas de se realizar esta conversão, dentre elas, a de elaborar e implementar um pequeno aplicativo que seria responsável por converter estes arquivos do GEBCO em um arquivo do formato do 3D Studio Max, porém abandonou-se esta possibilidade, pois o formato do arquivo do Atlas, apesar de ser um arquivo texto (TXT) era de grande complexidade e seria muito difícil implementar um software para tal atividade. O próximo passo foi procurar uma ferramenta auxiliar (plugin), desenvolvida pelos próprios fabricantes do 3D Studio Max e disponibilizada na Internet, que pudesse de certa forma realizar esta tarefa, mas também não foi encontrada uma que fosse adequada às necessidades do projeto. Já em uma busca realizada nas documentações em anexo ao software GEBCO, descobriu-se que o mesmo realiza a tarefa de exportar seus dados para o formato Drawing Interchange File (DXF) ou para o padrão American Standard Code for Information Intercharge (ASCII), que por sua vez podem ser importados pelo 3D Studio Max. Por este motivo, decidiu-se realizar um estudo detalhado do GEBCO de forma a explorar todas as suas potencialidades. O processo de exportação se dá através da barra de menu, disposta na parte superior da área de trabalho no programa, mostrada na Figura 16, na qual seleciona-se o menu área select, que fornece as possibilidades de seleção dos dados na área de trabalho, dentre elas escolheu-se o item by zoom box e, posteriormente, selecionou-se a área de interesse. Depois no menu utilities, selecionou-se o item export data o qual fornece opções com inclusão das linhas da costa dos continentes e a extensão do arquivo exportado. Realizada esta etapa, associou-se um nome ao arquivo e concluiu-se a exportação. 37

38 4.3 IMPORTAÇÃO DOS DADOS Na importação dos dados só se deve atenção à quantidade de objetos contidos no arquivo DXF, pois desta forma pode-se trabalhar de maneira mais rápida e eficiente. O procedimento é feito selecionando-se o menu File e o submenu import, escolhendo o formato do arquivo a ser importado (neste caso AutoCad (*.DXF)). Ao clicar em open surgirá a janela DXF Import, na qual escolheu-se a opção merge objects with corrent scene. Após esta, abrir-se-á uma outra janela, a Import DXF File, que possui cinco itens de menu a serem configurados. O primeiro, Derive objects form, optou-se pelo radiobuttom que é associado a opção layer, de forma que as curvas sejam importadas em camadas diferentes. No segundo, weld vertices, preencheu-se o textbox com o valor de 0,001km e marcou-se o checkbox weld, para que os vértices das curvas fossem interligados. No terceiro, tem-se a possibilidade de suavizar as curvas, para tanto, no menu Auto-Smooth, o smooth angle que apresentou melhores resultados, sem perda de informação, foi o valor de 30 aplicado ao auto-smooth do checkbox. Para finalizar esta configuração, utilizaram-se os valores sugeridos pelo software. Em Arc Subdivision: 10 para o valor de polygon e 90 para o de spline. No menu Miscellanious, optou-se por remove double faces, cap closed entities e unify nornals. A opção file é mostrada no campo 1, barra de ferramentas, da Figura 17, que apresenta também a janela de trabalho do 3D Studio Max, onde se encontra a área de trabalho, indicada pelo campo 2; os menus rolantes, na lateral direita da figura (campo 3), e as ferramentas auxiliares dispostas no campo 4 ( parte inferior). 38

39 Figura 17 Área de trabalho do 3D Studio Max 4.4 PREPARACÃO DOS DADOS Após o trabalho de exportar e importar dados, surgiu um novo problema. Verificou-se, inicialmente, uma dificuldade de manipulação dos dados importados, pois eram em grande quantidade e, por isso, de baixa velocidade de processamento nas máquinas utilizadas no processo de modelagem. Posteriormente, observou-se que a área de trabalho teve sua visualização prejudicada pela diferença de ordem de grandeza das dimensões da área modelada e da janela de trabalho do aplicativo, perdendo-se assim a percepção nas pequenas variações de elevação do terreno, pois as distâncias planas são de ordem de grandeza superior aos valores das depressões, 1000 Km e 1 Km, respectivamente. Decidiu-se, em vista daquilo, por dividir sistematicamente a mesma região em recortes de 15 por 15 graus, que corresponde a um quarto da área selecionada em branco da Figura 16 resultando 39

40 em 32 regiões semelhantes á mostrada na Figura 18, a modelar. Figura 18 Zoom in na área de trabalho do GEBCO Cada região semelhante à apresentada na Figura 18 possui dimensões que variam, para cada recorte, entre os valores de 1600 à 1700 Km de comprimento, por 1400 à 1700 Km de largura, e como mostrado na mesma figura, a maior depressão encontrada, nesta área, é de 5 Km, o que motivou a aplicação dessa metodologia. Após a fase de preparação dos dados, descrita acima, iniciou-se a modelagem propriamente dita. Este procedimento consistiu em quatro fases distintas que serão a seguir descritas. 40

41 4.5 MODELAGEM INSERÇÃO DA ESCALA ÀS CURVAS A primeira fase teve como objetivo, a colocação das regiões delimitadas pelas curvas de nível, na devida escala. Isto foi feito através do recurso de obtenção de distâncias no software GEBCO, com o qual, mediu-se as distâncias dos lados de cada região. Conhecendo-se estas distâncias, criou-se um retângulo na área de trabalho com as dimensões iguais às distâncias medidas. Após isto, foram empregados os recursos zoom e pan do 3D Studio Max, apresentados no campo 4 da Figura 17, para que as dimensões do retângulo ficassem compatíveis com as da área de trabalho do software (viewport s). Desta forma, colocou-se a região efetivamente em escala, com o auxílio das ferramentas select and uniform scale e snap toggel, impondo a coincidência entre as dimensões do retângulo criado e os lados correspondentes da região mapeada. Uma vez inseridos na cena, o primeiro procedimento a ser realizado com as curvas é verificar as unidades de medida e, caso necessário, faz-se alterações nas mesmas. Isto se realiza entrando no menu customize, depois no submenu units setup. Dentro deste, a unidade deverá ser marcada no radiobox metric e posteriormente no combobox Kilometers. Para a colocação em escala, selecionando o menu create, submenu shapes, opção rectangle (campo 1 da Figura 17), desenha-se o retângulo com mouse em uma das viewports utilizando-se o recurso de drag and drop. Para ajustar suas medidas deve-se recorrer ao menu modify (campo 3 da Figura 17) e alterar os parâmetros do retângulo ( submenu parameters), de forma que as dimensões do retângulo sejam as mesmas da área de trabalho medida no GEBCO (Figura 18). Fazendo-se isso o retângulo irá ficar muito grande e não se poderá visualizá-lo nas viewports. Para tanto, utiliza-se os recursos de pan e zoom, que são disponibilizados 41

42 pelo software através dos ícones de mesmo nome localizados abaixo e à esquerda das viewports (campo 4 da Figura 17). A ferramenta pan fornece ao usuário a possibilidade de arrastar as figuras (dados) contidas em cada uma das viewports. Já a ferramenta zoom possibilita a ampliação de apenas uma das viewports e, para alterar igualmente todas, se utiliza a ferramenta zoom all. Com o retângulo inteiro dentro da viewport top, por exemplo, as curvas importadas estarão muito reduzidas por causa da utilização do zoom. O último passo para colocar em escala é igualar as dimensões da área com as do retângulo. Para isto, utiliza-se a ferramenta scale, disponibilizada pelo software através do ícone select and uniform scale localizado no menu rolante acima das viewports, campo 1 da Figura 17. Essa ferramenta possibilita o aumento ou diminuição da escala dos vetores (dados). Estando estes selecionados, ao selecionar a ferramenta imediatamente surgirá sobre os vetores um eixo coordenado e, para alterar a escala, seleciona-se um dos eixos e movimenta-se o mouse na direção do eixo em questão no caso de desejar modificar a escala nesta direção. Para executar a alteração da escala nas duas direções procede-se selecionando o encontro (origem) dos eixos e movendo-o com o mouse. Para facilitar a conexão das extremidades dos vetores das curvas (dados) com os vetores delimitadores do retângulo, utilizou-se o recurso da ferramenta snap que é disponibilizada ao lado da ferramenta escale no campo 1 da Figura 17, através do ícone snap toggel. Esta ferramenta é utilizada para auxiliar na conexão de extremidades dos vetores modelados dentro do 3D Studio Max de forma a evitar a não conexão dos mesmos por desatenção do usuário ATRIBUIÇÃO DE COTAS ÀS CURVAS Na segunda fase, procedeu-se a identificação das curvas de nível e à atribuição de suas correspondentes cotas. Para tal, verificou-se quais os valores altimétricos 42

43 das curvas de nível exportadas anteriormente pelo GEBCO e atribuiu-se a cada uma a cota correspondente. No 3D Studio Max, as curvas importadas já aparecem separadas em camadas, ou seja, todas as curvas que têm por cota o valor de 100 metros, por exemplo, ficam em uma determinada camada, enquanto que as de 200 metros ficam em outra, as de 300 metros em outra, e assim por diante. Então, para a colocação das curvas nas suas respectivas cotas, realizou-se o processo de seleção de cada curva e alteração de sua posição na direção do eixo z. Para auxiliar a identificação de cada camada, optou-se por dar a cada camada de curvas o nome de sua respectiva altitude, o que se faz selecionando a mesma e alterando o seu nome no menu modify, normalmente já visível à direita da área de trabalho, para uma fácil identificação posteriormente. Após renomear cada camada com suas altitudes, seleciona-se cada uma por seu nome (0m, 100m, etc.) através do item selection floater do menu tools, constante no campo 1 da Figura 17, e no mesmo menu tools, seleciona-se o item transform type-in, que mostra e possibilita alterar as coordenadas x, y e z, da tela e do mundo absoluto. Então, para colocar as curvas nas suas cotas seleciona-se a curva pelo nome e o ícone select and move, situado no campo 1 da Figura 17 e, posteriormente, altera-se a coordenada z de mundo absoluto para a altitude correspondente na janela move transform type-in REPRESENTACÃO DA SUPERFÍCIE A terceira fase consistiu em conceder às curvas de nível o aspecto de superfície tridimensional. Realizou-se isto pela transformação das curvas em uma malha, atribuindo-lhes, em seguida, uma cor. Operacionalmente, para transformar as curvas em uma superfície 3D deve-se, primeiramente, transformá-las em uma única forma, o que se faz selecionando uma das camadas de curvas e depois através do menu modify, no submenu rolante, 43

44 geometry (campo 3 da Figura 17), seleciona-se attach mult. Feito isso, aparecerá uma janela, de mesmo nome que o comando dado, contendo os nomes dos objetos pertencentes a esta cena, então, seleciona-se todas as demais camadas de curvas e depois o comando attach. Seleciona-se, ainda no campo 3, no menu create e no submenu geometry, a opção do combobox compound objects, e atuando no comando terrain, o que dará o aspecto de superfície 3D às curvas, como apresentado na Figura 19. Figura 19 Modelagem da topografia da área mostrada na Figura 18 Percebeu-se, porém, que apesar dos muitos recursos utilizados na modelagem, as depressões e elevações do terreno não se tornaram sensíveis à observação, elas quase não apareceram. Por isso, tentou-se colocar uma área ainda menor com 800 Km por 800 Km e obteve-se o resultado semelhante ao da modelagem anterior. A nova busca, neste momento, era a de conseguir que a modelagem ficasse com uma aparência agradável para visualização e que não ocultasse os acidentes do terreno. Este efeito é causado, como já mencionado, pelo fato de que a ordem de grandeza da área modelada é superior a ordem de grandeza das cotas das depressões. Para contornar este problema, sem utilizar artifícios de redução de área e de escala, optou-se por utilizar a ferramenta de iluminação disponível no software. 44

45 4.5.4 AJUSTES DO MODELO Na quarta e última fase do processo de modelagem, realizaram-se, então, os ajustes quanto ao aspecto da superfície, à iluminação e ao ângulo de visualização, e percebeu-se que desta forma o modelo ficou com a aparência melhorada, como mostrado na Figura 20. Figura 20 Modelagem da topografia com o efeito de iluminação Operacionalmente, o ajuste da iluminação é realizado utilizando o efeito de luz target spot. Primeiramente, seleciona-se o menu create (campo 3 da Figura 17), submenu lights, no comando target spot, e posteriormente, clica-se na área de trabalho (viewport top) para determinar a área e o raio de atuação deste efeito de luz sobre o terreno. Depois, com o spot selecionado e com o auxílio da viewport left, altera-se a inclinação da direção da iluminação. Para finalizar, aumenta-se a intensidade da luz no menu modify, e no submenu rolante intensity/color/atenuation, atribui-se 4,0 para o parâmetro multiplier. 45

46 Desta forma, percebeu-se que as depressões e elevações apareciam com mais destaque na modelagem, ficando sensível, aos olhos, a formação das depressões. Porém, mesmo com esse advento, aplicar outras funcionalidades do software era um serviço a ser realizado, já que, este apresenta diversas ferramentas a serem utilizadas, além de propiciar um certo grau de liberdade a seu operador. Por isso, optou-se por realizar, a título de experiência, a aplicação de um fator de escala nas cotas do modelo, de forma a diminuir a diferença de ordem de grandeza entre as escalas planas e altimétricas do modelo, já mencionada, podendo assim, melhorar ainda mais a sua visualização, esta técnica utilizada será descrita mais adiante INSERÇÃO DA SUPERFÍCIE DE ÁGUA Após a modelagem da superfície, realizada nas etapas anteriores, segue-se à etapa responsável por adicionar ao cenário uma superfície representativa do nível do mar. Inicialmente, desenha-se um plano na área de trabalho do 3D Studio Max e posteriormente aplica-se a textura que dá o efeito de água à superfície deste mesmo plano. Para tanto, no menu create (campo 3 da Figura 17), submenu geometry, seleciona-se o comando plane para desenhar o plano em qualquer uma das viewports. Posteriormente, No menu rolante, correspondente ao campo 1 mostrado na Figura 17, seleciona-se o ícone material editor, surgirá então uma janela. Esta possibilitará a escolha das esferas que serão os modelos virtuais de teste a serem posteriormente aplicados sobre o plano. Após a escolha de uma, entrando no submenu maps, no comando difuse color seleciona-se o textbox none e configura-se na nova janela, Material/Map Browser o comando noise. De volta a janela Material Editor, pode-se agora escolher as cores e propriedades associadas à textura, que serão aplicadas à superfície plana da cena. E clicando no ícone assing material to selection, da mesma, atribui-se ao plano a textura desejada. 46

47 Figura 21 Modelagem com nível do mar atual Figura 22 Modelagem com nível do mar 200 metros abaixo do atual Para efeito de teste, colocou-se esta superfície plana confeccionada em um dos modelos e o resultado foi o obtido na Figura 21. Posteriormente, aplicou-se no mesmo modelo a redução do nível da água em 200 metros, ou seja, moveu-se à superfície plana 200 metros na direção do eixo z, o que resultou na aparência 47

48 mostrada na Figura 22. Percebe-se que, de fato, a mudança de nível da água do oceano é uma aplicação apreciável a ser inserida com uma possível animação, que possibilite a interatividade com o usuário para que, este, possa manipular o nível da mesma, de forma a visualizar quais porções de terra estariam emersas INSERÇÃO DO FATOR DE ESCALA NAS COTAS Nesta parte, apresentam-se os resultados obtidos para os testes de inserção de escalas realizados nos modelos. O processo utilizado consiste em tão somente aplicar um fator multiplicativo k nas cotas das curvas de nível dos modelos. Figura 23 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=5) Para o valor de k igual a 5 (cinco) obteve-se os resultados que são expostos na Figura 23. A partir deste, aplicou-se também, o recurso da iluminação disponibilizado pelo software aplicando a mesma metodologia apresentada na fase de ajustes do modelo. O resultado deste último é apresentado na Figura

49 Figura 24 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=5) e efeito de iluminação Figura 25 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=10) Para o valor de k igual a 10 (dez) obteve-se os resultados que são expostos na Figura 25. E da mesma forma, aplicou-se também, o recurso da iluminação obtendo o resultado apresentado na Figura 26. Ainda para este modelo fez-se uma composição em tons de cinza, onde para cada intervalo de cotas inseriu-se um tom de cinza, através da opção escala de cinza disponibilizada pelo programa e o 49

50 resultado desta é apresentado na Figura 27. Figura 26 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=10) e efeito de iluminação Figura 27 Modelagem da topografia aplicando o fator de escala (k=10) e níveis de cinza 50

51 4.5.7 INSERÇÃO DA ANIMAÇÃO Para realizar o processo de animação utilizou-se a metodologia de desenhar um plano que seria a posição inicial da superfície de água, 0 metros de altitude. Posteriormente, selecionando a ferramenta toggle autokey model, disponibilizada na área de trabalho do programa, através do ícone Auto Key, que está presente no campo 4 da Figura 17, deu-se inicio ao processo de animação. Realizados os ajustes necessário ao enquadramento da área e da posição de visualização da animação final, movimenta-se o cursor do tempo (campo 4 da Figura 17) pelas posições intermediárias da animação, até atingir o nível de profundidade máxima de cada modelo que chega a ser de 8000 metros, para alguns. Desta forma o software realiza a captura das cenas e assim modela a transformação entre os quadros de forma a compor a animação. Os resultados desse processo estão disponíveis no cd rom que esta anexado a este trabalho, assim como todos os modelos feitos EXPORTAÇÃO DA ANIMAÇÃO PARA O MACROMEDIA DIRECTOR SHOCKWAVE Vencida a etapa de confecção da animação 3D com o 3D Studio Max, chega-se na parte de inserção da interatividade com o usuário. O fato, que se percebe no transcorrer da utilização desse software é que o mesmo não possui ferramentas que sejam adequadas a inserção desse processo de interação, pois essas não são disponíveis ou requer um amplo conhecimento da linguagem de programação utilizada pelo 3D Studio Max. Por tanto, a solução elaborada foi a exportação da animação para o Macromedia Director ShockWave que é um software que trabalha com esse tipo de produto. Para 51

52 tanto, utiliza-se o menu File da Figura e seleciona-se a opção Export. Após a abertura da janela Select File to Export, dá-se o nome desejado para o arquivo exportado e na aba Save as Type seleciona-se a extensão ShockWave 3D Scene Export (*.W3D). Figura 28 Janela de Exportação do 3D Studio Max Ao selecionar o botão Save uma nova janela de controle de exportação igual a da Figura será disponibilizada, nela pode-se controlar a qualidade e todas as outras opções que o filme exportado terá. Após configurar todas as opções de acordo com as necessidades do projeto selecionou-se o botão Export e o filme, agora já exportado, é aberto em uma janela para uma rápida visualização do produto final e suas características são apresentadas em um menu para se ter o controle de qualidade do processo. Com a 52

53 conclusão dessas etapas tem se o arquivo pronto para ser utilizado no Macromedia Director ShockWave. Figura 29 Janela de Controle das Opções de Exportação IMPORTAÇÃO DA ANIMAÇÃO PARA O MACROMEDIA DIRECTOR SHOCKWAVE Dando entrada no ambiente de inserção da interatividade com o usuário, o Macromedia Director ShockWave é a ferramenta que julgo-se adequada para os moldes do projeto. Para iniciar o processo de interatividade, inicialmente recorreu-se ao menu File do mesmo e selecionou-se a opção Import e a partir disso a janela Import 53