Tutorial sobre Modelagem 3D da Estrutura Principal do Prédio Massambará e de Elementos Externos Abstract: This tutorial describes the steps of modeling a building in three dimensions, not so that the reader can model the same structure shown in the tutorial but to take the most frequent questions related to modeling from a blueprint and let it fit able to model a building using the software Google SketchUp. Initially we present an introduction to the software used and also the main tools used in development steps as it presents the modeling process illustrating it with pictures and explanations of additional features, such as the use of plugins. Keywords: Constructions, Geometric modeling, Massambará, Google SketchUp. Resumo: Este tutorial tem como objetivo descrever as etapas de modelagem de um prédio em três dimensões, não para que o leitor consiga modelar a mesma estrutura mostrada no tutorial, mas para tirar as dúvidas mais frequentes relacionadas à modelagem a partir de uma planta baixa e deixa-lo apto a conseguir modelar uma edificação, com o uso do software Google SketchUp. Inicialmente é apresentada uma introdução ao software usado e, também, as principais ferramentas usadas no desenvolvimento, como passos seguintes apresenta-se o processo da modelagem ilustrado com figuras e explicações sobre funcionalidades adicionais, como o uso de plugins. Palavras-chave: Construções, Modelagem Geométrica, Massambará, Google SketchUp. 1. Introdução A modelagem tridimensional (ou 3D) é uma das áreas da computação gráfica, visa produzir virtualmente em três dimensões elementos reais, como cadeiras, casas, animais e muitos outros com ou sem interatividade, para auxiliar no processo de produção de algum projeto em 3D existem várias ferramentas no mercado, algumas das mais conhecidas são: SketchUp, Blender (MANSSOUR e COHEN, 2006) e a 3DMax (AZEVEDO E CONCI, 2003). Esse tutorial aborda como modelar um prédio a partir de uma planta baixa, não para que o leitor consiga modelar a mesma estrutura mostrada no tutorial e sim para tirar as duvidas mais frequentes relacionadas à modelagem a partir de uma planta baixa e deixar qualquer um apto a conseguir modelar seja por qual planta for, passando pela modelagem da estrutura principal até alguns elementos externos como porta, janela e rampa de acesso. No caso do software utilizado nesse artigo tutorial, o Google SketchUp, com ele é possível criar modelos 3D de
carros, vegetações, animais, casas e muito mais, podendo criar projetos com escalas, usar plantas para modelar estruturas e até mesmo compartilhar as criações online. O Google Sketchup (SKETCHUP, 2012a) é versátil e será usado para modelar em três dimensões um dos prédios da Universidade Severino Sombra, cujo nome é Massambará, mas nesse tutorial ele será modelado exteriormente. Além disso, nesse artigo será apresentado o plugin MakeFaces, a melhor escolha do template para um projeto desse tipo e as ferramentas básicas que serão utilizadas. Desenvolvido para Designers, arquitetos, engenheiros e outros profissionais relacionados o Google Sketchup é um software gratuito que possui um conjunto de ferramentas voltadas para o desenvolvimento em três dimensões (OSÓRIO ET AL., 2012). O Google Sketchup possibilita a criação e edição de objetos 3D, sendo fácil transferir sua imaginação para a tela de seu computador. Com uma interface intuitiva é possível criar modelos 3D de forma rápida e fácil, e graças a isso tornar-se cada vez mais empolgado para pesquisar mais sobre as possibilidades (DOMINGOS, 2002). Também por ser gratuito o Google Sketchup pode ser encontrado para download em inúmeros sites especializados, nesse tutorial a versão usada foi a 8.0.3117, ele pode ser encontrado nesse link: http://sketchup.google.com/intl/pt- BR/download/ (SKETCHUP, 2012b). 2. Discussão e Desenvolvimento 2.1 O plugin Make Faces 1.4 Plugins são complementos que podem ser instalados no software para trazer algumas novas funcionalidades visando ganhar tempo na produção em que se estiver trabalhando. No caso desse tutorial o plugin utilizado será o MakeFaces 1.4, ele pode criar faces em polígonos fechados, isso será explicado na hora da modelagem (SKETCHUP, 2012c). 2.2 Instalando o plugin MakeFaces 1.4 Para instalar o plugin é fácil, basta fazer o download do mesmo (ele é gratuito) e coloca-lo dentro da pasta Tools que fina no local de instalação do Google Sketchup. No caso de haver alguma dificuldade em encontrar a pasta Tools basta clicar no atalho do Google Sketchup com o botão direito do mouse estando ele no menu iniciar ou na área de trabalho, selecionar o item Propriedades e em seguida abrir local do Arquivo. Para habilitar o plugin é necessário ter na mesma pasta o arquivo progressbar.rb, no link abaixo é possível baixar os dois juntos: http://www.4shared.com/file/ezkashc2/makefaces.html. 2.3 Por qual template começar? Uma vez tendo inicializado o Google Sketchup uma série de templates serão exibidos na tela para que um deles seja selecionado... Mas o que são templates? Nesse caso templates são modelos pré-definidos para ajudar no processo desenvolvimento, no caso de modelagem a
partir de uma planta baixa, que será o adotado nesse tutorial deve-se começar usando o template Plan View Meters, como o próprio nome sugere com ele a unidade de medida é a de metros. As diferenças entre os templates são principalmente a unidade de medida usada em cada um e seu plano de fundo para se trabalhar, no caso da que será usada nesse tutorial a tela aparecerá predisposta em 2D com seu eixo Y marcado por uma linha verde, o X em vermelho e o Z em azul, rotacionando objeto será possível ter a visão 3D do projeto em questão.bcada template é acompanhado de um pequeno descritivo sobre ele e a sua unidade de medida como pode ser visto na Figura 1. Figura 1: Plan View - Meters Vale ressaltar que é possível mudar a unidade de medida de um projeto mesmo já tendo selecionado um determinado template que tenha uma unidade de medida diferente, para isso, com o Google Sketchup aberto deve-se selecionar o item window no menu superior do software e logo em seguida clicar em model info na aba de opções que se abre, como demonstrado na Figura 2.
Figura 2: Selecionando o item Model Info Feito isso uma janela com outras informações irá aparecer, para mudar a unidade de medida basta no campo de opções da esquerda selecionar o item Units e em Length Units na caixa de seleção Format temos as opções: Architectural (Arquitetura), Decimal (decimais), Engeenring (Engenharia) e Frational (Fracionados). Logo ao lado temos: Meters (Metros), Inches (Polegadas), Feet (Pés), Milimeters (Milímetros) e Centimeters (Centimetros). A Figura 3 demonstra todo o processo: Figura 3: Model Info Format Também é possível alterar a precisão da unidade de medida em Precision (Figura 4), além de outras possibilidades a serem exploradas, nesse tutorial para esta parte é tudo que será preciso ter como conhecimento.
Figura 4: Precision (Precisão) Durante o processo de desenvolvimento essa precisão pode ser observada no canto inferior direito da tela (Figura 5). Figura 5: Length 2.4 As ferramentas básicas O Google Sketchup como muitos, se não todos os softwares que tratam de algum aspecto de imagens possui uma barra de ferramentas localizada no canto esquerdo da tela e também pode ser inserida no topo, antes de começar a modelar é necessário conhecer algumas delas, mas antes caso essa barra não aparece seja na parte inferior ou superior é possível habilita-la no menu superior no item View em seguida selecionar Tools Bar e depois marcar ou desmarcar Getting Started e Large Tool Set (Figura 6). Uma vez com a Tools Bar em vista a primeira ferramenta que temos é a Select Tool (Figura 7).
Figura 6: Mostrar ou esconder Tools Bar Figura 7: Select Tool Com ela é possível selecionar objetos inteiros ou apenas parte deles como linhas para assim fazer alterações (Mover, rotacionar etc). Vale lembrar que é possível selecionar vários objetos clicando em um campo da tela e arrastando um retângulo de seleção ou selecionar cada um deles com a tecla Shift do teclado pressionada. Ao lado aparece um lápis, seu nome é Line por motivos óbvios é responsável por desenhar linhas retas (Figura 8). Fazendo o traçado de uma linha é possível digitar a medida que deseja para ela e confirmar o tamanho pressionando a tecla Enter do teclado. Figura 8: Line Como figuras geométricas temos o Rectangle (Retângulo), Circle (Circulo) e Polygon (Polígono), com eles é possível desenhar círculos, retângulos e polígonos de forma mais fácil (Figura 9).
Figura 9: Rectangle, Circle e Polygon Para linhas curvas temos Arc (Figura 10), para apagar/deletar itens temos a Eraser (Figura 11) e para aplicar cores ou texturas a ferramenta Paint Bucket (Figura 12). Figura 10: Arc Figura 11: Eraser Figura 12: Paint Bucket Também se tem a disposição ferramentas Move (Figura 13), Push/Pull (Figura 14), Rotate (Figura 15), Orbit (Figura 16), Pan para mover a tela (Figura 17) e Scale (Figura 18) para aumentar ou diminuir tamanhos. Além de outras mais que podem ser testadas, para esse tutorial essas serão as ferramentas apresentadas. Figura 13: Move Figura 14: Push/Pull Figura 15: Rotate Figura 16: Orbit Figura 17: Pan Figura 18: Scale
Apresentadas de forma básica, essas serão as ferramentas usadas nesse tutorial. 2.5 Planta baixa Com o Google SketchUp é possível criar figuras a partir do zero, nesse tutorial a modelagem do prédio Massambará terá como base a planta baixa do mesmo cedida pela Universidade Severino Sombra. Uma planta baixa é um desenho de corte horizontal disposto em 2D com as medidas da edificação em questão, largura de quartos, portas etc. A intenção é que todos os ambientes estejam fielmente retratados nela e igualmente as informações necessárias (Figura 19). Figura 19: Exemplo de planta baixa
Existem mais de uma forma de se modelar um prédio ou uma casa com o uso de sua planta baixa, nesse artigo tutorial poderá ser visto três maneiras e o destaque será dado para a que foi adotada para o projeto, uma das formas é fazendo uso da ferramenta Line traçar todas as linhas que correspondem ao prédio com suas medidas (Figura 20). Figura 20: Traços com Line No caso da planta baixa estar salva como uma imagem basta abrir ela no Google SketchUp, acertar seu tamanho tendo como base os eixos X e Y e traçar as linhas por cima do desenho (Figura 21). Figura 21: Planta baixa
A forma adotada para este tutorial dói a de importar a planta baixa direto para o SketchUp a partir de um arquivo de extensão.dwg cedido pela Universidade Severino Sombra (Figura 22). Figura 22: Planta baixa usada no artigo 2.6 Modelagem O primeiro passo é importar o arquivo para o Google SketchUp, no menu superior deve-se clicar no item File e depois em Import (Figura 23). Nesse caso ele não veio com as medidas, mas o ideal é também ter uma cópia da planta baixa impressa. Figura 23: Importar planta baixa
Uma vez com a planta baixa já no SketchUp deve-se acertar o tamanho e o lado dela como for melhor de trabalhar, fazendo duas linhas no eixo X e Y (marcado em azul) é possível acertar o tamanho dela de acordo com as medidas fazendo uso da ferramenta Scale (Figura 24). Figura 24: Eixo x e y 2.7 Usando o plugin Make Faces O plugin deve ser instalado como explicado no item 2.2 desse tutorial, tendo feito da forma correta ele vai aparecer no menu superior clicando no item Tools (Figura 25).
Figura 25: Tool make faces Fazendo uso da ferramenta Select deve-se selecionar todos os itens da planta de preferência arrastando um retângulo de seleção até que tudo esteja selecionado, depois basta clicar em Make faces como visto na figura 25. Pode acontecer de a planta baixa ficar como na Figura 26 e Figura 27, caso aconteça basta selecionar os campos que estão em roxo clicar com o direito do mouse e clicar em reverse faces para colocar a face correta para cima, com a ferramenta Select.
Figura 26: Resultado do Make Faces Figura 27: Reverse faces Até ficar como na Figura 28. Figura 28: Faces certas
2.8 Modelando a estrutura externa do prédio Nesse tutorial a modelagem será da parte externa do prédio, apesar de que até aqui já dá para seguir com a modelagem interna caso fosse necessário, na Figura 29 a planta baixa está sem os elementos internos, isso facilitará na hora de modelar. Figura 29: Planta baixa sem elementos internos Como pode ser observado (Figura 29) o prédio está apenas com a sua estrutura principal marcada e foram removidos também a cantina do lado superior direito e outras extensões de construções no lado direito. As pontas marcadas são apenas para saber a largura de portas e janelas e ficam a critério pessoal, o ideal mesmo é separar portas e janelas para não confundir. O tutorial seguiu assim até agora para que também possa auxiliar de alguma forma quem gostaria de modelar a parte interior. Agora o prédio começara a tomar forma, com a ferramenta Push/Pull (Figura 14) seleciona-se a parte traseira do prédio para literalmente puxa-lo para cima, o Ideal aqui é que após selecionado insira-se a altura da mesma forma que com a ferramenta Line, digitando ela e confirmando com a tecla Enter do teclado (Figura 30).
Figura 30: Usando Push/Pull Com a ferramenta Orbit (Figura16) já é possível girar a figura para ter a visão 3D do bloco. Do mesmo modo que foi feito com esse bloco maior da figura 32 será feito com os dois menores e os muros, com suas devidas medidas, nesse caso elas são diferentes apesar de ser o mesmo prédio (Figura 31). Figura 31: Resultado Push/Pull As marcações nas paredes foram causadas em virtude das linhas usadas para marcar a largura de portas e janelas. Esse bloco possui três plantas baixas, uma do subsolo, outra da parte do primeiro andar e a última do último andar, o ideal seria modelar primeiro a do meio e depois a de cima, mas nesse caso com uma só já é possível construir o prédio inteiro, separado seria mais para ter melhor noção dos posicionamentos das janelas e portas de cada andar. 2.8 Modelando elementos externos Nesse caso os elementos externos a serem modelados serão portas, janelas, rampas escadas
etc. Não serão dados exemplos de todos os tipos de portas e janelas, mas o suficiente para se conseguir modelar todos. Todos esses elementos podem ser feitos em outro arquivo separado e inseridos no projeto, no tutorial será demonstrado no mesmo arquivo. 2.8.1 Modelando uma rampa de acesso Primeiro ergue-se os dois blocos bloco principais para facilitar na visão quando for fazer a parte externa da rampa, depois é só ligar uma extremidade a outra com a ferramenta Line que a rampa se completa nas laterais (Figura 32 e Figura 33). Figura 32: Modelando a rampa de acesso 2.8.2 Aplicando texturas Figura 33: Rampa de acesso completa
Nesse ponto a rampa receberá uma textura, por enquanto apenas de cor e não de imagem. Pela Figura 34 dá para notar que o riscado pintado de laranja na parede é mesmo meio torto, então isso será reproduzido. Figura 34: Foto da rampa de acesso Será usada a ferramenta Paint Bucket, clicando nela uma baba irá se abrir por cima do projeto como mostrado na Figura 35.
Figura 35: Paint Bucket Basta escolher a cor e aplica-la na área selecionada. Nesse caso foi usada a cor mais próxima da foto para demonstrar (Figura 36). Na Figura 36 foi usada a ferramenta Line para marcar a parte que iria receber a cor. Figura 36: Cor de textura aplicada Ainda falando de texturas, caso uma grande área seja pintada com uma determinada cor, mas surja alguma duvida com relação a mudança dessa cor, não é necessário clicar em todas as paredes e ir alterando a cor, basta ainda na aba de texturas clicar no ícone de um conta gotas, na próxima aba que se abre toda alteração de cor feita ali muda em todas os objetos que possuam aquela cor. Como exemplo um pedaço da parede de cima foi tingida com a cor para demonstração (Figura 37).
Figura 37: Demonstração de alterações nas cores Ainda com essa aba menor aberta pode-se notar dois tipos de conta gotas no item Color, a diferença é que o primeiro conta gotas pega cores de dentro da cena e o segundo consegue pegar da tela inteira do SketchUp, como por exemplo a mesma tonalidade de vermelho presente na ferramenta Scale. Quando se fala em textura, logo se pensa em imagens, obviamente também é possível usa-las no SketchUp, na mesma Figura 37, logo abaixo do circulo de cores temos o item Texture e mais abaixo um campo escrito Use Texture image marcando essa Box de seleção uma janela se abre e pode-se procurar no computador uma imagem de textura para adicionar ao objeto, como exemplo será usada uma textura que imita uma pedra ou um muro chapiscado. O tamanho da imagem influencia, mas da para alterar a escala dela nessa mesma aba (Figura 38).
Figura 38: Aplicando texturas com imagens O item para se alterar a escala está logo abaixo de Stone.jpg, o campo onde inserimos a imagem, ali está com 6,075 por 6,075 na Figura 38. Ainda existe muito que ser explorado nessa parte de texturas assim como outros elementos, mas para este tutorial é tudo o que será necessário saber. 2.8.3 Modelando uma porta Novamente, existem mais de uma forma de se modelar uma porta, nesse tutorial até por ser uma porta simples ela foi modelada com suas medidas direto na parede com a ferramenta Line, e será usada a ferramenta Push/Pull para dar o sua espessura (Figura 39). O resultado será semelhante a esse da Figura 40.
Figura 39: Modelando uma porta
Figura 40: Porta 2.8.4 Make Component No prédio Massambará, logo acima dessa porta existe um telhado pequeno, e é o que será usado para explicar a ferramenta Make Component. Agora na Figura 41 temos o suporte do que poderá vir a ser o telhado. Para usar o Make Component deve-se acessar o menu superior no item Window e logo em seguida Components (Figura 42). Figura 41: Suporte do telhado
Figura 42: Make component Com ele é possível pesquisar por material pronto na internet e fazer download para usar em seu projeto, inclusive pode-se disponibilizar os próprios objetos criados (Figura 43 e 44). Figura 43: Pesquisa
Figura 44: Download do item O objeto escolhido abre direto no projeto, assim basta manipular, no caso de precisar de uma peça mais fiel aí teria que modelar um do zero, nesse caso, telhas (Figura 45). Caso seja necessário remover algumas telhas deve-se clicar com o botão direito do mouse e selecionar o item Edit Component (Figura 46). Agora é possível excluir algumas telhas e manipular as que forem necessárias.
Figura 45: Telhas Figura 46: Edit Component 2.8.5 Amostra de áreas modeladas Com as ferramentas sugeridas e técnicas ensinadas bastas dar continuidade ao seu projeto de acordo com sua planta. Na Figura 47, Figura 48, Figura 49, Figura 50 pode-se observar algumas partes do prédio Massambará em processo de modelagem.
Figura 47: Exemplo de modelagem Figura 48: Exemplo de modelagem 2
Figura 49: Exemplo de modelagem com textura de cor Figura 50: Exemplo de modelagem de um ralo Caso deseje-se dar ao objeto modelado algum realismo a mais basta adicionar sombras acessando o menu superior View e depois no item Shadows (Figura 51). Na Figura 52 temos a imagem do corte da parte traseira do prédio Massambará, arquivo importado para o SketchUp da mesma forma que foi feita com a planta baixa no item 2.6 desse tutorial.
Figura 51: Usando sombras Figura 52: Corte a ser modelado Para finalizar, na Figura 53 temos uma visão geral da estrutura principal com alguns elementos externos e algumas marcações.
3. Considerações Finais A extensão do prédio Massambará é muito grande para modela-lo completamente em apenas um tutorial, esse tutorial almejou explicar todo o processo de modelagem a partir de uma planta baixa até a criação da estrutura principal do prédio e de alguns de seus elementos externos, futuramente a intenção é modela-lo por inteiro inclusive seu interior, nem tudo pode ser explicado nesse artigo tutorial, mas de certo o leitor que acompanhou todo o processo conseguirá facilmente executar o seu projeto por meio de uma planta baixa e terá condições de explorar muito mais cada ferramenta apresentada neste tutorial. Referências AZEVEDO, E.; CONCI, A.; Computação Gráfica Teoria e Prática. Editora Campus, 2003. DOMINGOS, D. Protótipo de um Sistema de Modelagem Paramétrica de Sólidos. Trabalho de conclusão de curso submetido à universidade Regional de Blumenau. 2002. http://campeche.inf.furb.br/tccs/2002-i/2002-1denilsondomingosvf.pdf. Último acesso em 02/04/2012.
MANSSOUR, I. H. e COHEN, M. Introdução à Computação Gráfica. RITA. Volume XIII, número 2. 2006. Disponível em: http://www.inf.pucrs.br/manssour/publicacoes/ TutorialSib2006.pdf. Último acesso em 30/10/2012. OSÓRIO, F. S.; MUSSE, S. R.; SANTOS C. T. dos; HEINEN F.; BRAUN, A. e SILVA, A. T. da. Ambientes Virtuais Interativos e Inteligentes: Fundamentos, Implementação e Aplicações. Disponível em: http://osorio.wait4.org/palestras/jai-avii.pdf. Último acesso em: 01/11/2012. SKETCHUP (2012a). sketchupbrasil.com. Disponível em: http://www.sketchupbrasil.com. Acesso em 07/011/2012. SKETCHUP (2012b). sketchupbrasil.com. Disponível em: tutorial-sketchup-brasil.blogspot.com. Acesso em 07/011/2012. SKETCHUP (2012c). Tutoriais em Vídeo. Disponível em: http://www.sketchup.com/intl/pt- BR/training/videos.html. Último acesso em 01/11/2012.