1. INNLEDNING
5.1.3 Komparative virksomheter
Ao se debruçar com as novas tecnologias computacionais e da Computação Gráfica (CG) capazes de inserção no âmbito da ER e, por conseguinte, na área projetual se torna necessária à familiarização e o conhecimento de áreas e nomenclaturas comuns existentes. Portanto a CG se mostra um resultado proveniente dos avanços das novas tecnologias informatizadas, conforme a Figura 116.
Figura 116: Cartaz do filme Tron (1982, Walt Disney), primeiro uso da CG.
Fonte: http://www.movieprop.com/tvandmovie/reviews/tron.jpg
Azevedo e Conci (2003) ao tentarem compreender a CG o fazem assegurando que é o resultado da união entre as áreas da arte e da matemática. Uma auxilia com o poder das abstrações
e produções artísticas; a outra fornece princípios da lógica e da razão. Deste modo, apresentam a definição da ISO (International Organization for Standardadization) sobre a computação gráfica: “é um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para ou de um dispositivo gráfico através do computador”, Azevedo e Conci (2003, p.3-4).
Cóser (2010) ao tratar das novas tecnologias e, mencionando Virilio (1993), atrela tais inovações à necessidade de novos espaços informacionais. Ao fazer um resgate com o desenvolvimento da escrita e, posteriormente, com o advento da imprensa estabelece uma comparação à chegada do computador afirmando que o volume de códigos, sinais e de informações solicitaram uma nova plataforma de compilação de dados que as anteriores já não contemplavam mais. Por isso, cita Lévy (1993) ao afirmar que a computação se tornou algo inerente à modernidade, devido à rapidez e versatilidade que proporciona às demandas e atividades antigas. Isso se manifesta, não somente no campo da escrita, mas também dos sons e das imagens. A Figura 117 refere-se ao primeiro computador com recursos gráficos que se tem conhecimento.
Figura 117: Whirlwind I (1950), primeiro computador com recursos de visualização gráfica de dados (MIT).
Fonte: http://www.computerhistory.org/timeline/images/1951_whirlwind_large.jpg
O universo das imagens, mais que a escrita e o som, é palco de interesse desta tese. As imagens estáticas ou em movimento, bi (2d) e tridimensionais (3d) são largamente utilizadas por profissionais da área projetual (engenharia, arquitetura e design industrial) durante as fases de projetação. Para atender a esta necessidade surgiram as plataformas CAD, CAM e CAE bastante utilizadas na CG.
Romeiro Filho (1996) ao investigar a introdução das novas tecnologias em várias áreas do conhecimento humano e dos setores da sociedade, principalmente, no desenvolvimento de produtos e de projetos proporciona contribuições pertinentes a esta tese. Aspectos foram tratados como a inovação tecnológica, os segredos industriais, os royalties além de exemplos pertinentes como o desenvolvimento do chip, do avião Boeing 777, da empresa General Motors em comparação à Toyota entre outros. Segundo este autor essa nova revolução industrial traz inúmeros benefícios como a rapidez dos processos e obtenção de resultados físicos ou não. Na área projetual, os sistemas CAD, CAE e CAM serviram de articuladores entre as diversas áreas e profissões, algo que no Brasil, pelas suas características peculiares ainda se encontra em processo de gestação. Questões como Engenharia Simultânea ou Concorrente, Produção Integrada por Computador (CIM – Computer
Integrated Manufacturing), Tecnologias de Grupo, Equipes Multidisciplinares, dentre outras, tem sido
adotadas recentemente na área.
De acordo com Cóser (2010) os sistemas CAD e CAM significam, respectivamente, Projeto Assistido por Computador – Computer Aided Design e Computer Aided Machining ou Computer Aided
Manufacturing – referindo-se a todos os processos de fabricação monitorados por computador. Dados
históricos apontam que Ivan Sutherland fora o criador pioneiro, já na década de 1960, do primeiro programa – Sketchpad – envolvendo os recursos e características da tecnologia paramétrica comum aos programas CAD, como ilustra a Figura 118.
Figura 118: O Sketchpad desenvolvido por Ivan Sutherland.
Fonte: http://kisd.de/~rbaehren/sketchpad.htm
Quanto às origens dos sistemas CAM, registros históricos apontam para a década de 1940, com o surgimento das máquinas de usinagem CN (Numeric Control), evoluindo, posteriormente, para as máquinas de usinagem CNC (Computer Numeric Control). Por analogia, os sistemas CAE (Computer Aided Engineer) são todas aquelas plataformas direcionadas mais especificamente aos projetos de Engenharia. A integração desses sistemas tem sido um acontecimento revolucionário nos últimos tempos permitindo a transmissão e a comunicação de dados entre eles de maneira rápida, eficiente e pragmática cujos desenhos virtuais podem ser reproduzidos fisicamente entre a interação dos aplicativos e os maquinários presentes nos processos de fabricação.
Alencar (2010) ao resgatar o histórico da CG, afirma haver um consenso entre os pesquisadores no assunto de que o primeiro computador com recursos gráficos foi o Whirlwind I, datando de 1950, e desenvolvido pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA). Cinco anos mais tarde fora adotado como uma plataforma ideal para o desenvolvimento de um sistema de monitoramento de controle de tráfego aéreo conhecido por SAGE (Semi-Automatic Ground
Figura 119: Funcionamento do Sistema Militar de Monitoramento Aéreo (SAGE/EUA, 1955).
Fonte: http://design.osu.edu/carlson/history/tree/images/sage.jpg
Segundo Azevedo e Conci (2003), outro marco importante, no final da década do ano de 1950 quando a Boeing se favorece de um projeto envolvendo a simulação de fatores humanos em aviões, período em que Verner Hudson coordenara o projeto que desencadeou o termo Computer
Graphics. Na década de 1960, a General Motors se destaca como pioneira na produção do primeiro
aplicativo computacional CAD, posteriormente, introduzido na indústria automobilística e aeroespacial norte-americanas, conforme a Figura 120. Na década seguinte, se concebeu um dos avanços tecnológicos bastante adotados na atualidade. O algoritmo zbuffer, adotado até os dias atuais, fora idealizado juntamente aos avanços tecnológicos dos circuitos integrados e as novas interfaces gráficas computacionais fortalecendo a computação gráfica como uma área contida nas ciências computacionais.
Figura 120: Programas CAD desenvolvidos pela indústria automobilística e aeroespacial após tese de
Sutherland.
Fonte: http://design.osu.edu/carlson/history/tree/images/dac.JPG
A década de 1980 foi marcada por usos da CG no segmento aeroespacial e nas incursões interplanetárias varridas, por exemplo, com os satélites. Nos anos de 1990, a maior contribuição da CG se faz na indústria cinematográfica quando as produções de ficção científica e de animação gráfica se apropriam dos avanços de placas gráficas e dessa tecnologia para produzirem vários longa metragens. As inovações observadas nas duas décadas do século passado ainda se fazem presentes no início do século XXI com maiores desenvolvimentos e avanços técnico-científicos, vide Quadros 25 e 26, respectivamente.
Quadro 25: Linha do tempo dos conceitos transferidos à CG.
Período Personalidade Contribuição
300 a 250
a.C. Euclides Desenvolvimento da geometria o que proporcionou avanços no mundo até o século XVIII.
1377 a 1446 Brunelleschi Utilização do processo criativo e de percepção visual criando a perspectiva em 1425.
1596 a 1650 Descartes Formulação da geometria analítica e dos sistemas de coordenadas 2D e 3D (planos cartesianos).
1707 a 1783 Euler Criação, na matemática, dos conceitos de senos e tangentes, da expressão que relaciona o número de vértices, a arestas e faces de poliedros entre outras.
1746 a 1818 Monge Desenvolvimento da geometria descritiva como ramo da geometria.
1814 a 1897 Sylvester Invenção das matrizes e da notação matricial, ferramenta de grande importância na computação gráfica.
1822 a 1901 Hermite Demonstração da transcendência do número e (utilizado como base para os logaritmos naturais), desenvolvimento de funções elípticas e curvas etc.
Fonte: Adaptado de Azevedo e Conci (2003)
Alencar (2010) salienta ainda que qualquer abordagem em CG, pela sua complexidade inerente, se faz necessário dominar e se aprofundar em elementos e informações teórico-práticas em diversos assuntos tais como: a percepção e modelagem tridimensional; as perspectivas; as sombras; as reflexões; as iluminações; as geometrizações gráficas e projetivas; as noções de espaço – percepção, construção e reconstrução; os domínios na geração e manipulação de malhas gráficas além de conhecimento prévio dos objetos de estudo, de calibração e manipulação de câmeras e dos tipos de câmeras, das densidades e tipos de texturas e oclusões. Esses e outros elementos Azevedo e Conci (2003) distribuem e agrupam em três blocos denominados de: i) Informações monoculares; ii)
Informações visuais óculo-motoras; e, iii) Informações visuais estereoscópicas.
Quadro 26: Linha do tempo dos primórdios da CG.
Período Agentes envolvidos Contribuição
1885 Desenvolvimento da tecnologia de tubos de raios catódicos.
1927 Indústria cinematográfica Definição do padrão de 24 imagens por segundo.
1930 Desenvolvimento do primeiro computador ENIAC.
1938 Valensi Proposição do tubo de raios catódicos coloridos.
1947 BELL LABS Invenção do transistor.
1950 Laposky Criação da primeira obra artística com a adoção da tecnologia por intermédio de um osciloscópio.
1955 Surgimento do sistema de monitoramento aéreo SAGE.
1956 MIT Criação do primeiro computador totalmente transistorizado.
1959 Hudson da Boeing Criação do termo Computer Graphics.
Final da década de 1950
Universidades e empresas
norteamericanas Utilização inicial de computadores para testes de ideias e de novas aplicações.
1960 Lançamento do primeiro computador comercial DEC PDP-1.
1961 MIT Criação do primeiro jogo de computador (Spacewars) para o computador DEC PDP-1.
1963 Sutherland Englebart Zajak Coons
Apresentação do sistema de desenho interativo de primitivas gráficas 2D baseado em caneta luminosa.
Invenção do dispositivo de interação mouse.
Produção nos laboratórios da Bell do primeiro filme gerado no computador (imagens formadas de linhas e texto).
Surgimento do primeiro sistema comercial CAD (DAC-1).
Invenção da teoria de representação de superfícies curvas através de retalhos baseados em aproximações polinomiais.
1965 Roberts Criação de algoritmo de remoção de partes invisíveis de segmentos de reta e introdução da noção de coordenadas homogêneas na representação geométrica de objetos.
surgimento da primeira empresa de produção computacional de animações e efeitos especiais (MAGI).
1967 Rougelet Criação do primeiro simulador de voo interativo da NASA.
1968 Fundação da Intel.
1969 MAGI
BELL LABS
Produção para a IBM do primeiro comercial baseado em técnicas de computação gráfica.
Criação entre os grupos da ACM o Special Interest Group on Graphics SIGGRAPH.
Nascimento da ARPANET, rede precursora da Inthernet. Construção da primeira matriz de pixels.
1972 Kay (Xerox PARC)
Brusnell Produz o computador gráfico Alto. Fundador da empresa ATARI.
1973 Metcalf Desenvolvimento da tecnologia Ethernet e edição do primeiro livro (Newman e Sproulll) que aborda o detalhamento dos algoritmos e métodos da computação gráfica.
1974 Catmull Desenvolvimento do algoritmo Z-Buffer.
1977 Academia de Artes e Ciências Cinematográficas de Hollywood
Criação da categoria de Oscar de Efeitos Especiais.
1979 Lucas Contratação de Catmull, Smith e outros para uma nova empresa denominada Lucas Film.
Fonte: Adaptado de Azevedo e Conci (2003)
Bürdek (2010) atesta que os cientistas culturais apontaram na história da civilização ocidental duas revoluções tecnológicas: i) a descoberta da tipografia no século XV e o desencadeamento da impressão dos livros; e, ii) a distribuição em massa, desde a década de 1980, do computador pessoal (PC). Ainda que a mudança da linguagem analógica para a digital não se limita apenas à implementação de uma nova ferramenta tecnológica, mas, sobretudo, segundo o autor “uma verdadeira revolução cultural”, Bürdek (2010, p.401-3).
Com todos os avanços verificados na CG, especialmente, nas plataformas CAD, durante décadas, a projetação se serviu de sistemas extremamente rígidos e inflexíveis. Vários fabricantes de aplicativos informatizados de Desenho Auxiliado ao Computador idealizaram sistemas que necessitavam de dados e informações extremamente numéricos, técnicos e operacionais, baseados em geometrias plana e espacial, repletos de restrições. Tais aplicativos não permitiram versatilidade, mudanças e intervenções rápidas uma vez que as dimensões e valores informados aos sistemas dificultaram os processos que envolvem maior liberdade sem perder a precisão necessária.
Azevedo e Conci (2003) afirmam que na atualidade tudo que se pode imaginar por alguém a CG pode reproduzir e gerar, até mesmo, nos casos em que “a imagem real não é suficiente ou mesmo inviável, a imagem sintética toma o seu lugar como, por exemplo, os níveis de ruídos, de iluminação ou de radiação”, Azevedo e Conci (2003, p.8-9), como exemplifica a Figura 121.
Figura 121: Modelo CAD para análise da Engenharia e teste mecânico para validação
Os autores Azevedo e Conci (2003) apresentaram ainda o Quadro 27, bastante elucidativo, contendo uma síntese de algumas áreas e como a CG pode estar inserida de algum modo.
Quadro 27: Relação estabelecida entre diversas áreas com a CG. Áreas Intervenção da computação gráfica
Arte Efeitos especiais, modelagens criativas, esculturas e pinturas.
Medicina Exames, diagnósticos, estudo, planejamento de procedimentos.
Arquitetura Perspectivas, projetos de interiores e paisagismo.
Engenharia Em todas as áreas (mecânica, civil, aeronáutica etc.).
Geografia Cartografia, GIS, georreferenciamento, previsão de colheitas.
Meteorologia Previsão do tempo, reconhecimento de poluição.
Astronomia Tratamento de imagens, modelagem de superfícies.
Marketing Efeitos especiais, tratamento de imagens, projetos de criação.
Segurança Pública Definição de estratégias, treinamento, reconhecimento.
Indústria Treinamento, controle de qualidade, projetos.
Turismo Visitas virtuais, mapas, divulgação e reservas.
Moda Padronagens, estamparias, criação, modelagens, gradeamentos.
Lazer Jogos, efeitos em filmes, desenhos animados, propaganda.
Processamento de dados Interface, projeto de sistemas, mineração de dados.
Psicologia Terapias de fobia e dor, reabilitação.
Educação Aprendizado, desenvolvimento motor, reabilitação.
Fonte: Azevedo e Conci (2003)
Um exemplo da evolução e da profundidade da CG, resultado das novas tecnologias na influência da vida das pessoas pode ser relatado no exemplo do aplicativo Second Life encontrado no seu sítio oficial16. Inicialmente, foi lançado para ser um jogo em tempo real – on-line, mas a sua adesão foi tamanha que passou por modificações tomando outra dimensão e envergadura, como mostra a tela do programa na Figura 122.
Figura 122: Imagem da tela do Second Life.
Fonte: http://www.baixaki.com.br/download/second-life.htm
O Second Life passou por cerca de dez anos de desenvolvimento e aprimoramentos quando, em 2003, a sociedade planetária teve acesso às suas inovações. O indivíduo pode criar um personagem – avatar – e cadastrar-se na página da internet. Posteriormente, baixa o aplicativo em seu computador e assume sua “segunda vida”. Tudo aquilo que alguém tem vontade de fazer e não pode ou não se enquadra nos padrões da vida real e da sua própria vida, na sua vida paralela do
second life, há possibilidade de experimentação. Inclusive, há uma moeda virtual que pode ser
16
trocada pela moeda real. As pessoas podem fazer compras e realizar investimentos e transações comerciais distintas da sua vida real. Depoimentos, entrevistas ou documentários encontrados na página oficial do YouTube apontam que determinadas pessoas deixam de viver sua vida real chegando a jogar seis a oito horas por dia no second life.
Determinados especialistas como psicólogos, psiquiatras, sociólogos, antropólogos, entre outros profissionais, estudam o programa, inclusive, experimentando-o para buscar entendimento sobre o comportamento das pessoas ou pacientes, pois elas podem desenvolver personalidades diferenciadas das suas originalmente. Por exemplo, no caso do indivíduo adquirir produtos e serviços no second life o que essa prática pode ser prejudicial para sua verdadeira personalidade? Até que ponto, a riqueza, o luxo, a ostentação, as posses, os bens ou o consumo de um avatar são frustrantes ao voltar ao mundo real e se deparar com a vida sem essas impressões virtuais? Como compreender a relação das necessidades satisfeitas com bens virtuais diferentemente dos bens materiais e físicos?
[...] O Second Life é um mundo virtual. Não, o Second Life é um mundo digital, 3D e on-line: imaginado, criado e mantido por seus residentes. Mas olha só, tem mais: autoridades de respeito definiram o Second Life como um metaverso. Deu para entender? Tudo ao mesmo tempo? Todas as declarações acima são verdadeiras. O Second Life é basicamente tudo que você quiser que ele seja. Afinal, a vida virtual é sua e você faz dela o que bem entender. [...] A lista de atividades possíveis é do tamanho da sua imaginação. RYMASZEWSKI et al (2007, p.4)
Para Bürdek (2010), no campo do Design Industrial, as novas tecnologias foram reconhecidas como instrumento de inserção no cenário projetual, entre as novas relações de interação e de interfaces e a promessa das inúmeras aplicações gráficas. Nesse sentido, os novos espaços de ação para o projeto de hardware e do software assumem complexidades cada vez maiores envolvendo as relações entre a tecnologia, as pessoas, as áreas e os artefatos, como ilustra a Figura 123 demonstrando aplicação com o computador.
Figura 123: Projeto do estudante Martin Newell (1974), Universidade de Utah.
Fontes: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Original_Utah_Teapot.jpg; http://docs.luxology.com/modo/701/help/pages/modotoolbox/Tools/Teapot.html
Menegotto (2000) já apontava, àquela época, que estava acontecendo, nas últimas quatro décadas, uma revolução tecnológica. Muitos hardwares e softwares informatizados foram desenvolvidos interferindo diretamente no cotidiano. Um exemplo clássico refere-se ao GIS (Geographic Information System), vide a Figura 124, sobre informações e dados espaciais e de localização geográfica absorvida por várias áreas, entre elas a arquitetura e a engenharia. Os
setores produtivos sentiram esta mudança quando perceberam que as máquinas de fabricação tradicionais deveriam se interligar aos computadores e aos aplicativos de CAD, CAE, CAM, quando receberiam os arquivos digitais com as informações a serem processadas. De acordo com este autor, o desenho inicialmente concebido em bases gráficas, aos poucos foi evoluindo para um sistema mais inteligente visando auxiliar nas tomadas de decisão de projetos. Para esse autor, no futuro, não seria tão importante se os modelos computadorizados se configuram bi, tridimensional ou esquemático, mas o nível de inteligência proporcionada por eles durante a projetação.
Figura 124: Esquema de funcionamento multicamadas do GIS
Fonte: http://2012books.lardbucket.org/books/geographic-information-system-basics/s05-03- geographic-information-systems.html
Somente durante as últimas décadas, devido a aperfeiçoamentos tecnológicos, verificou-se o aparecimento de novas plataformas CAD onde os desenvolvedores de aplicativos melhoraram drasticamente as interfaces gráficas, mantendo a precisão geométrica, diminuindo as restrições e aumentando a liberdade de criação e rapidez durante a concepção das formas.
De acordo com Bonsiepe (2011), as novas tecnologias reduziram drasticamente o tempo de projetação:
Os projetos, que antes requeriam um grande investimento de tempo, hoje podem ser produzidos digitalmente com mais rapidez. Essa constatação não significa que a atual aceleração na realização dos projetos produza também uma aceleração na formação de inteligência visual. A digitalização abriu perspectivas fascinantes para o design, com aplicação das mídias digitais baseadas no tempo [...] animações interativas e a visualização de processos. BONSIEPE (2011, p.213)
Segundo Pipes (2010), essa nova tecnologia é conhecida por Programação Orientada a Objeto (OOP), onde os usuários determinam a forma dos conceitos e ficam menos dependentes das fórmulas computacionais e dos sistemas rígidos convencionais. Portanto, os novos sistemas CAD – modeladores sólidos paramétricos – permitem o registro histórico da evolução das formas contido em “árvores” divididas em blocos de procedimentos realizados, onde as intervenções impostas pelo usuário interferem nos demais objetos que possuem relações previamente estabelecidas sem desperdiçar o que já fora construído anteriormente.
Além disso, aplicativos como o Solidworks, o Pro Engineer, o Catia, dentre outros, permitem também fazer diversas simulações como resistências de materiais, aumento de temperatura, desempenho de soldas entre outras aplicações inerentes aos processos de fabricação. Alencar et al (2010), por exemplo, demonstram como o programa computacional Solidworks pode proporcionar atividades pedagógicas e de ensino na área de design.
Silva (2011) enumera alguns exemplos de programas CAD/CAE/CAM associando-os às suas aplicações, como ilustra o Quadro 28:
Quadro 28: Classificação de softwares CAD.
Desenvolvedor Aplicativo Especialização Aplicação Abrangência Observações
Dassault Systèmes
Catia PDP Horizontal CAD/CAE/CAM Reconhecido como High-End SolidWorks PDP Horizontal CAD/CAE/CAM Reconhecido como High-End
Icem Surf Desenho Vertical CAD Especializado em criação de superfície Classe “A”
Missler
TopSolid Design
PDP Horizontal CAD/CAM Possui outros módulos específicos de CAM que se integram a ele
Siemens PLM
NX PDP Horizontal CAD/CAE/CAM Reconhecido como High-End
Solid Edge PDP Horizontal CAD/CAE Parte da ferramenta Velocity Series deste PLM
Autodesk Inc.
Alias Studio Design
Desenho Vertical CAD Possui dois módulos, o Surface e o Automotive, especializados em desenho automotivo e superfícies Classe “A”
Autocad Desenho Horizontal CAD Software CAD mais comum e conhecido Mechanical
Desktop
PDP Vertical CAD/CAE/CAM Especializado em peças mecânicas
McNeel
Rhinoceros 3D
Desenho Vertical CAD Muito aplicado a diversos setores do Design Industrial
PTC Pro/Engineer PDP Horizontal CAD/CAE/CAM CAD mecânico genérico Delcam
Power Shape
PDP Horizontal CAD/CAM
Bentley Systems
Microstation PDP Horizontal CAD/CAE Software adotado pela Petrobrás em seus