Adaptation Summary

De modo geral, os programas de CG utilizam o sistema cartesiano de coordenadas - um mapa geométrico criado por Rene Descartes - para criar modelos e executar animações, em uma área virtual que constitui seu espaço tridimensional. Esse espaço é definido em três eixos (x, y e z) - representando altura, largura e profundidade - que formam uma grade numérica na qual qualquer ponto é definido por suas coordenadas (DERAKHSHANI, 2009).

Diferentes quadros de referência de coordenadas podem ser utilizados para localizar pontos na cena, incluindo: coordenadas locais ou de modelagem (utilizadas para "construir" objetos em seu próprio sistema de coordenadas); e coordenadas globais (utilizadas como referência para posicionar objetos na cena). Por fim, as coordenadas globais da cena são traduzidas em coordenadas de algum dispositivo ou tela na qual esta será apresentada. Dessa forma, o software é capaz de projetar em uma tela 2D - com duas coordenadas - vistas de uma cena virtual em 3D - com três coordenadas. Os atributos dos objetos virtuais, por sua vez, descrevem como um objeto deverá ser projetado na tela no que diz respeito a especificações de intensidade e cor, estilo de linhas e texto, preenchimentos de áreas, dentre outros (HERAN; BAKER, 1996).

Descrever detalhadamente as funções matemáticas e processos envolvidos na tradução de coordenadas e atributos de uma cena virtual para um dispositivo de saída fogem aos objetivos do presente trabalho. Para efeito de ilustração, descrevemos resumidamente as etapas de apresentação de uma linha (2D) em um dispositivo digital.

Cada ponto em uma tela de computador recebe a denominação de pixel e constitui a menor porção responsável pela formação da imagem. Para apresentar uma reta nesse tipo de dispositivo, portanto, é necessário que esta seja descrita por meio de pontos ajustáveis aos pixels da tela. Com base na equação que descreve uma reta, pontos contidos na mesma são

calculados e plotados na tela em posições aproximadas, com valores inteiros. Para um ponto de coordenadas 10.48 para o eixo x e 20.51 para o eixo y, por exemplo, teremos um pixel correspondente na posição 10 e 21, respectivamente. Este efeito causa um aspecto "pixelado" (Figura 3), principalmente em dispositivos de baixa resolução, o que pode ser amenizado ajustando-se as intensidades dos pixels (ibid., p. 85). O ajuste da intensidade e coloração de cada pixel depende tanto das propriedades dos monitores quanto da quantidade de informação codificada em cada pixel da imagem.

Há duas diferentes maneiras pelas quais os programas codificam imagens para que sejam apresentadas em uma tela. A primeira utiliza um mapeamento de bits (não vetorial), ou seja, armazena informações quanto à posição e cor de cada pixel (na tela) ou ponto (no papel de impressão), para exibir uma imagem, que é formada como um mosaico. A resolução, ou nível de detalhe, em uma imagem desse tipo, é definida pelo número de pixels por unidade de comprimento nas direções vertical e horizontal. A segunda maneira utiliza algoritmos matemáticos ou funções geométricas para plotar pontos que definem áreas, volumes e formas. As imagens codificadas dessa maneira recebem o nome de imagens vetoriais. Por fim, embora sejam codificadas em formas de vetores, essas imagens precisam ser convertidas em imagens mapeadas por bits (rasterization) para serem apresentadas em monitores, uma vez que esses dispositivos só trabalham com imagens nesses formatos. Em programas vetoriais de animação, portanto, a informação referente à movimentação dos objetos é armazenada como mudanças na posição de geometrias e na matemática que define formas e volumes, e não como uma sequência de imagens. Para que visualizemos essa animação, contudo, esta deve ser apresentada como uma sequência de imagens mapeadas por bits (DERAKSHANI, 2009).

Softwares de modelagem e animação 3D buscam simular a realidade 3D em uma tela 2D, portanto, por meio de cálculos matemáticos que projetam nesta última uma aproximação visual da cena que se quer representar. Permitem a criação e manipulação de modelos tridimensionais virtuais (descritos detalhadamente no tópico 1.4) que simulam determinadas propriedades de objetos tridimensionais reais, em especial a interação desses com a luz. Uma vez criado um cenário composto por modelos 3D virtuais, é possível "movimentar" e "modificar" os objetos virtuais componentes dessas cenas - simulando ações de ou sobre objetos do mundo real - bem como a visualização da cena de perspectivas diferentes - simulando a movimentação do observador em torno do objeto representado.

Figura 3. Imagens obtidas no programa de criação e edição de imagens Photoshop versão CS4, a partir de um caminho criado com a ferramenta vetorial linha (line tool). (A) reta obtida preenchendo-se o caminho com a ferramenta lápis (não vetorial), tamanho 3 pixels. Notar as "quebras" na linha. (B) ampliação em 600% da figura A evidenciando o aspecto pixelado. (C) reta obtida preenchendo-se o caminho com a ferramenta pincel (não vetorial), tamanho 3 pixels. (D) ampliação em 600% da figura B evidenciando o efeito de suavização, típico da ferramenta pincel, obtido pelo ajuste da intensidade dos pixels, indo de um cinza claro até o preto.

De acordo com a Autodesk Maya Press (2007, p. 16):

O que torna o 3D uma ferramenta tão útil é a forma como ela simula os objetos reais. A forma como os objetos aparecem em perspectiva, a forma como uma superfície se curva e se retorce, ou a forma como uma luz ilumina o espaço - todos esses efeitos 3D complexos podem agora ser recriados em um computador. As imagens digitais resultantes podem então ser integradas a outros tipos de mídia utilizando-se técnicas familiares de composição e edição8.

É importante destacar que tais softwares não representam fielmente os objetos do mundo real. O princípio fundamental desses programas é simular algumas propriedades da realidade que podem ser descritas matematicamente, como a aceleração de corpos, a reflexão e refração

8 _{"What makes 3D such a useful tool is the way it simulates real objects. The way objects appear in perspective,}

the way a surface bends and twists, or the way a light illuminates a space - all of these complex 3D effects can now be recreated on the computer. The resulting digital images can then be integrated into other media types using familiar compositing and editing techniques" (AUTODESK MAYA PRESS, 2007, p. 16).

da luz, dentre outros que, por possuírem alguma correspondência com o mundo real, tornam os eventos representados cognoscíveis.

Nada impede, contudo, que sejam concebidos cenários não observáveis cotidianamente como objetos que estão fora de nossa percepção visual - simulação microscópica de estruturas de organismos vivos - e percepção de objetos que fogem de nossa realidade tridimensional - como a origem do universo (VENTURELLI; TELES).