Virtual Art: From Illusion to Immersion
Olivier Grau (2003). Virtual Art: From Illusion to Immersion. Cambridge: MIT Press.
A ideia de mundos virtuais, espaços de realidade imaginária para lá do real táctil, não é um conceito novo surgido com o mundo digital. Nas artes literárias e pictóricas existe uma longa tradição de criação de mundos imaginários ou recriação de locais reais, visitáveis com o folhear do livro ou contemplação da obra pictórica. Grau (2003) observa uma tradição essencialmente europeia de representações visuais imersivas: pintura mural romana de representação de espaços sagrados cujos vestígios podemos observar nas salas da Villa dei Misteri em Pompeia; os faux terrain barrocos, panoramas religiosos que misturam pintura e escultura; espaços perspécticos renascentistas e trompe l’oeil barroco, estilismos de representação que utilizando a ilusão da perspectiva na representação mesclam espaços imaginários com o espaço arquitectónico físico. Podemos talvez ir mais atrás na tradição clássica, a lendas coligidas por Plínio o Velho da tradição greco-romana sobre os pintores gregos Apeles e Zeuxis cuja busca de um realismo perfeito os teria levado a criar ilusões capazes de enganar o olhar mais perspicaz (Gombrich, 2008).
Panorama de Edimburgo: Robert Barker, 1796.
Um exemplo incipiente de espaço virtual, hoje quase esquecido, encontra-se nos panoramas do século XVIII e XIX: imensas pinturas meticulosamente alinhadas em salas circulares. Nestes espaços imersivos óptica, arquitectura e aplicação de efeitos de pintura paisagística e perspectiva combinavam-se para criar um efeito realista, para a época, de estar num local sem estar realmente lá, como observa Grau, citando Alexander Von Humboldt “the new 360º image medium with its huge dimensions could ‘‘almost substitute for travelling through different climes” (2003, p: 69). Sensações mediáticas na época, estes panoramas eram visitados por multidões, constituindo um investimento lucrativo que envolvia equipes de pintores e arquitectos que recorriam às mais recentes invenções tecnológicas da época (projecção óptica e fotografia) como auxílio à representação pictórica fiel de espaços e episódios históricos. Embora esta tecnologia tenha caído na obsolescência, o seu princípio de imersão foi mantido vivo pela cenografia futurista das exposições mundiais e pelo cinema, meio em que cedo começaram as experiências com imersividade tridimensional (Grau, 2003).
Grau analisa a projecção cinematográfica estereoscópica como precursora do da realidade virtual. Analisa vários projectos de arte virtual, recorrendo à realidade virtual como meio de expressão artística.
Citações:
The expression ‘‘virtual reality’’49 is a paradox, a contradiction in terms, and it describes a space of possibility or impossibility formed by illusionary addresses to the senses. (p: 30)
Cyberspace is a completely spacialized visualization of all information processing systems, along pathworks provided by present and future communications networks, enabling full copresence and interaction of multiple users, allowing input and output from and to the full human sensorium, permitting simulations of real and virtual realities, remote data collection and control through telepresence, and total integration and intercommunication with a full range of intelligent products
and environments in real space. (p:38)
Perspective is an effective tool for creating distance; it reduces the size of objects, moves them back, or fades out things that do not fit in with the horizon it envisions. However, perspective is not an expression of natural vision; it is a technical construction, and
what it presents to the perception follows specific conventions. Panofsky’s analysis of perspective is undoubtedly apposite. (p:55)
The term faux terrain was first used in the mid-nineteenth century to describe threedimensional objects that appear either to grow out of the picture’s surface or stand free in the area between the observer and the image. This creates the illusion of adding a third dimension to a flat representation. The join between wall and floor, the transition from horizontal to vertical, is concealed, and the picture’s limits are extended. (p:59)
179 Even in the more sober estimation of Alexander von Humboldt, the new 360_ image medium180 with its huge dimensions could ‘‘almost substitute for travelling through
different climes. The paintings on all sides evoke more than theatrical scenery is capable of because the spectator, captivated and transfixed as in a magic circle and removed from distracting reality, believes himself to be really surrounded by foreign nature.’ (p:84)
When a new medium of illusion is introduced, it opens a gap between the power of the
image’s effect and conscious/reflected distancing in the observer. This gap narrows again with increasing exposure and there is a reversion to conscious appraisal. Habituation chips away at the illusion, and soon it no longer has the power to captivate. (p:167)
Sutherland’s ideas for an ‘‘ultimate computer display’’ of 1965 were also revolutionary. This display would have the capability to rearrange physical laws optically in ‘‘exotic concepts’’ and even visualize these through computed matter.74 One remarkable passage recalls Alberti’s use of the window metaphor: ‘‘One must look at a display screen as a window through which one beholds a virtual world. The challenge to computer graphics is to make the picture in the window look real, sound real, and the objects act real.’’ (p:177)
The U.S. Army works with virtual reality environments for tens of thousands of
participants with simulations that are highly realistic.(p:187)
Thus, the character of immersive art is revealed as located within a bipolar field of
tension. Like the Villa dei Misteri or the battle panoramas, the maximized, suggestive potential of the images aims at ecstatic affects, and this also includes regressive effects. (p: 215)
Virtual imagery proposes ‘‘as-if ’’ worlds. In a potentially infinite, additional space, it develops extensive representations, which connect largely with the appearance of experienced reality, developing it or overwriting it, and the dynamic capability of genetic algorithms appears to bring it to life. Virtual images rely on the ability of computers to copy real or model imaginary worlds while at the same time referring to a utopian space of what is possible. Nevertheless, these representations of complex environmental systems are still based on intelligible formulae and the illusion on logical comparisons. Virtual space is an automatic illusion of hard- and software elements, a virtual image machine that is based on the principle of real time. (p: 267).
Currently, the vanguard of virtual reality on the Internet is represented by the panorama-type formats Quicktime VR and Virtual Reality Modeling Language (VRML), which expand Internet images into the third dimension. (p:269)
Telepresence also represents an aesthetic paradox: It enables access to virtual spaces globally that seem to be experienced physically while the same time it is possible to zap from space to space at the speed of light and be present simultaneously at completely different places. (p: 286)
The idea of virtual reality only appears to be without a history; in fact, it rests firmly on historical art traditions, which belong to a discontinuous movement of seeking illusionary image spaces. Although these were constrained by the specific media of the period and used to convey highly disparate content, the idea stretches back at least as far as classical antiquity and is alive again today in the immersive visualization strategies of virtual reality art. (p: 354)
In addition, a history of ideas for artistic concepts of immersion runs parallel, ranging from Wagner’s idea of a Gesamtkunstwerk to Monet’s waterlilies panorama, Prampolini’s plans for a Futurist Polydimensional Scenospace, Eisenstein’s theories of multisensory Sterokino, Youngblood’s Expanded Cinema, Heilig and Sutherland’s media utopias, to the hype of the California Dream and beyond. (p:364)
A ideia de mundos virtuais, espaços de realidade imaginária para lá do real táctil, não é um conceito novo surgido com o mundo digital. Nas artes literárias e pictóricas existe uma longa tradição de criação de mundos imaginários ou recriação de locais reais, visitáveis com o folhear do livro ou contemplação da obra pictórica. Grau (2003) observa uma tradição essencialmente europeia de representações visuais imersivas: pintura mural romana de representação de espaços sagrados cujos vestígios podemos observar nas salas da Villa dei Misteri em Pompeia; os faux terrain barrocos, panoramas religiosos que misturam pintura e escultura; espaços perspécticos renascentistas e trompe l’oeil barroco, estilismos de representação que utilizando a ilusão da perspectiva na representação mesclam espaços imaginários com o espaço arquitectónico físico. Podemos talvez ir mais atrás na tradição clássica, a lendas coligidas por Plínio o Velho da tradição greco-romana sobre os pintores gregos Apeles e Zeuxis cuja busca de um realismo perfeito os teria levado a criar ilusões capazes de enganar o olhar mais perspicaz (Gombrich, 2008).
Panorama de Edimburgo: Robert Barker, 1796.
Um exemplo incipiente de espaço virtual, hoje quase esquecido, encontra-se nos panoramas do século XVIII e XIX: imensas pinturas meticulosamente alinhadas em salas circulares. Nestes espaços imersivos óptica, arquitectura e aplicação de efeitos de pintura paisagística e perspectiva combinavam-se para criar um efeito realista, para a época, de estar num local sem estar realmente lá, como observa Grau, citando Alexander Von Humboldt “the new 360º image medium with its huge dimensions could ‘‘almost substitute for travelling through different climes” (2003, p: 69). Sensações mediáticas na época, estes panoramas eram visitados por multidões, constituindo um investimento lucrativo que envolvia equipes de pintores e arquitectos que recorriam às mais recentes invenções tecnológicas da época (projecção óptica e fotografia) como auxílio à representação pictórica fiel de espaços e episódios históricos. Embora esta tecnologia tenha caído na obsolescência, o seu princípio de imersão foi mantido vivo pela cenografia futurista das exposições mundiais e pelo cinema, meio em que cedo começaram as experiências com imersividade tridimensional (Grau, 2003).
Grau analisa a projecção cinematográfica estereoscópica como precursora do da realidade virtual. Analisa vários projectos de arte virtual, recorrendo à realidade virtual como meio de expressão artística.
Citações:
The expression ‘‘virtual reality’’49 is a paradox, a contradiction in terms, and it describes a space of possibility or impossibility formed by illusionary addresses to the senses. (p: 30)
Cyberspace is a completely spacialized visualization of all information processing systems, along pathworks provided by present and future communications networks, enabling full copresence and interaction of multiple users, allowing input and output from and to the full human sensorium, permitting simulations of real and virtual realities, remote data collection and control through telepresence, and total integration and intercommunication with a full range of intelligent products
and environments in real space. (p:38)
Perspective is an effective tool for creating distance; it reduces the size of objects, moves them back, or fades out things that do not fit in with the horizon it envisions. However, perspective is not an expression of natural vision; it is a technical construction, and
what it presents to the perception follows specific conventions. Panofsky’s analysis of perspective is undoubtedly apposite. (p:55)
The term faux terrain was first used in the mid-nineteenth century to describe threedimensional objects that appear either to grow out of the picture’s surface or stand free in the area between the observer and the image. This creates the illusion of adding a third dimension to a flat representation. The join between wall and floor, the transition from horizontal to vertical, is concealed, and the picture’s limits are extended. (p:59)
179 Even in the more sober estimation of Alexander von Humboldt, the new 360_ image medium180 with its huge dimensions could ‘‘almost substitute for travelling through
different climes. The paintings on all sides evoke more than theatrical scenery is capable of because the spectator, captivated and transfixed as in a magic circle and removed from distracting reality, believes himself to be really surrounded by foreign nature.’ (p:84)
When a new medium of illusion is introduced, it opens a gap between the power of the
image’s effect and conscious/reflected distancing in the observer. This gap narrows again with increasing exposure and there is a reversion to conscious appraisal. Habituation chips away at the illusion, and soon it no longer has the power to captivate. (p:167)
Sutherland’s ideas for an ‘‘ultimate computer display’’ of 1965 were also revolutionary. This display would have the capability to rearrange physical laws optically in ‘‘exotic concepts’’ and even visualize these through computed matter.74 One remarkable passage recalls Alberti’s use of the window metaphor: ‘‘One must look at a display screen as a window through which one beholds a virtual world. The challenge to computer graphics is to make the picture in the window look real, sound real, and the objects act real.’’ (p:177)
The U.S. Army works with virtual reality environments for tens of thousands of
participants with simulations that are highly realistic.(p:187)
Thus, the character of immersive art is revealed as located within a bipolar field of
tension. Like the Villa dei Misteri or the battle panoramas, the maximized, suggestive potential of the images aims at ecstatic affects, and this also includes regressive effects. (p: 215)
Virtual imagery proposes ‘‘as-if ’’ worlds. In a potentially infinite, additional space, it develops extensive representations, which connect largely with the appearance of experienced reality, developing it or overwriting it, and the dynamic capability of genetic algorithms appears to bring it to life. Virtual images rely on the ability of computers to copy real or model imaginary worlds while at the same time referring to a utopian space of what is possible. Nevertheless, these representations of complex environmental systems are still based on intelligible formulae and the illusion on logical comparisons. Virtual space is an automatic illusion of hard- and software elements, a virtual image machine that is based on the principle of real time. (p: 267).
Currently, the vanguard of virtual reality on the Internet is represented by the panorama-type formats Quicktime VR and Virtual Reality Modeling Language (VRML), which expand Internet images into the third dimension. (p:269)
Telepresence also represents an aesthetic paradox: It enables access to virtual spaces globally that seem to be experienced physically while the same time it is possible to zap from space to space at the speed of light and be present simultaneously at completely different places. (p: 286)
The idea of virtual reality only appears to be without a history; in fact, it rests firmly on historical art traditions, which belong to a discontinuous movement of seeking illusionary image spaces. Although these were constrained by the specific media of the period and used to convey highly disparate content, the idea stretches back at least as far as classical antiquity and is alive again today in the immersive visualization strategies of virtual reality art. (p: 354)
In addition, a history of ideas for artistic concepts of immersion runs parallel, ranging from Wagner’s idea of a Gesamtkunstwerk to Monet’s waterlilies panorama, Prampolini’s plans for a Futurist Polydimensional Scenospace, Eisenstein’s theories of multisensory Sterokino, Youngblood’s Expanded Cinema, Heilig and Sutherland’s media utopias, to the hype of the California Dream and beyond. (p:364)
EVT e 3D
3D em Educação Visual e Tecnológica
O 3D é uma técnica de representação em imagem fixa, animada e elemento interactivo muito utilizado nos media consumidos pelos alunos, particularmente em ilustração comercial ou criativa, cinema e jogos digitais. As aplicações de modelação/animação 3D e desenvolvimento de espaços virtuais podem ser utilizadas em EVT como ferramentas de expressão plástica que abrem uma nova dimensão nas experiências de aprendizagem da disciplina. Podem ser utilizadas por si só, explorando os vários recursos de que dispõem, como apoio directo a exploração de conteúdos disciplinares ou integradas em trabalhos temáticos que recorram a diferentes meios de expressão, tradicionais e digitais.
A complexidade da modelação e animação 3D como conceitos são ultrapassadas com momentos de introdução dos elementos das aplicações e pequenos desafios acompanhados por guias e tutoriais. A evolução dos interfaces gráficos das aplicações facilita a introdução a esta forma de expressão, que ajuda a conhecer princípios de perspectiva e representação gráfica do espaço tridimensional, em particular os tipos de perspectiva e métodos de projecção. A utilização de ferramentas digitais convida à exploração criativa, permitindo métodos de trabalho segundo perspectivas pedagógicas construtivistas de exploração, experiência e trabalho em projectos. Envolvem elementos de colaboração e partilha, aprendizagem por imitação segundo o princípio de Zona de Desenvolvimento Proximal e desenvolvimento pessoal de competências através da exploração activa dos recursos digitais. É importante criar elementos de motivação e incentivo iniciais, e fornecer conhecimentos elementares. O trabalho prático recorrendo ao computador adapta-se a estilos de aprendizagem diferenciados entre os alunos.
Que tipo de aplicações utilizar? Software profissional (Maya, Softimage XSI, ZBrush, SolidWorks, 3D Studio Max, Alias Wavefront) garante resultados com elevadíssimos nível de realismo, por vezes indistinguível do real, mas são muito complexos, difíceis de utilizar por parte de utilizadores pouco experientes ou iniciados e com preços elevados, que reflectem a sua utilização como ferramentas high end em publicidade, cinema, ilustração, animação, jogos e outras formas de new media. Esta observação é aplicável ao Blender, aplicação opensource 3D de nível profissional que apesar de gratuita é de aprendizagem e utilização complexa. Outras aplicações são disponibilizadas de forma gratuita, particularmente no domínio dos motores de jogo, ambientes de construção de espaços de jogo digital que incluem ferramentas de modelação, animação, interactividade e extensão de opções através de scripting. Exemplos disso são o Unreal Development Kit, cuja propriedade intelectual é detido pela Epic Games mas libertado como freeware para a comunidade de jogadores (que ao criar novos níveis e elementos adicionais para os jogos criados pela empresa gera mais vendas e mantém uma sólida comunidade de utilizadores fidelizados), Reality Factory, Unity, ou os gratuitos Cube Engine e Platinum Arts Sandbox.
Estes softwares são complexos e difíceis de aprender por utilizadores pouco experientes ou a iniciar-se neste campo, e requerem um forte investimento de tempo para domínio de competências elementares. Dentro do âmbito da área disciplinar, coloca-se a questão de facilidade de domínio por parte de crianças e as condicionantes de tempo, quer lectivo quer na integração com outros meios de expressão a abordar na disciplina.
A complexidade dos ecrãs e elevado número de opções requerem exploração guiada para compreender as funcionalidades, aplicações e potencialidades da aplicação. É um processo difícil e demorado, com pouco imediatismo de resultados que cative os alunos dando-lhes motivação para continuar a exploração.
As aplicações propostas não cobrem todo o vasto espectro da imagem 3D mas obedecem a duas grandes condicionantes. São gratuitas (ou pelo menos shareware com poucas restrições), garantindo facilidade e ética no acesso às aplicações. A utilização de software pago em ambiente escolar é condicionada pela necessidade de financiamento, e no nosso ponto de vista a utilização de software pirateado, para além de constituir prática de crime, é inconsistente com a dimensão ética da escola como transmissora de valores sociais e pessoais. São de utilização simples, quer pelo desenho de interface ou número restrito de opções.
Do vasto leque de aplicações 3D seleccionamos as seguintes:
Bryce 5.5: um nome clássico da modelação 3D que simplifica o trabalho de criação através da utilização de uma vasta gama de elementos pré-definidos (texturas, materiais, objectos e efeitos ambientais). Apresenta um interface de muito simples utilização baseado na manipulação e visualização dentro de um ponto de vista, permite modelação com objectos primitivos, operações booleanas e incorporação de malhas poligonais. Tem um avançado editor de terrenos baseado em algoritmos fractais que permite criar paisagens com elevado nível de realismo. Apesar de trabalhar com elementos pré-definidos, permite modificação profunda dos parâmetros dos elementos.
Google Sketchup Free: pensado para modelação arquitectónica, é uma aplicação de modelação de superfícies que possibilita criar modelos tridimensionais de edifícios ou objectos com operações simples de traçado de linhas e figuras geométricas, extrusão de superfícies e rotação e reposicionamento de pontos, linhas e superfícies. Permite aplicação de texturas mas sem resultados de elevado nível de realismo. Os modelos criados podem ser exportados para outras aplicações. Não adopta pontos de vista fixos, requerendo rotações constantes do espaço de trabalho para visualização rigorosa do processo de desenho.
Doga L3: parte de um conjunto de aplicações pensadas para introduzir de forma incremental os conceitos e fluxos de trabalho da modelação e animação 3D. A versão L3 é a mais completa, com módulos de modelação de objectos, objectos articulados, percursos e animação. A criação de modelos é efectuada a partir da montagem de peças pré-definidas que permitem um elevado número de combinações. A cada peça pode ser atribuída cor, textura e material. Os modelos criados podem ser exportados em formato DXF e VRML para incorporação noutras aplicações. O seu interface assenta na visualização simultânea de quatro pontos de vista, uma perspectiva e três alçados.
BS Contact: sendo variantes de realidade virtual, o VRML e o X3D são linguagens de criação e representação de conteúdo 3D sem sobrecarga de sistemas e largura de banda. Permitem interacção e manipulação de objectos virtuais. O VRML – Virtual Reality Modelling Language, é uma norma ISO já antiga, sendo o X3D a norma mais avançada, incorporando VRML e XML. O BS Contact é uma aplicação de visualização de conteúdo VRML/X3D que também funciona com plugin de navegador de internet para interacção em mundos virtuais construídos em linguagem VRML/X3D. O VRML, na norma VRML97, é também um formato comum de transferência de ficheiros 3D entre aplicações, reconhecido pela maior parte dos programas.
Avatar Studio: a modelação humanóide com animação de movimentos é um desafio complexo recorrendo às aplicações 3D. Existem soluções que facilitam esta tarefa, como o Poser, o freeware H-Animator e o opensource MakeHuman. No entanto, a primeira é software proprietário, a segunda pouco desenvolvida e instável, a terceira ainda em versão beta, pouco funcional e instável apesar de promissora. O Avatar Studio foi desenvolvido como uma forma de criar avatares tridimensionais para interacção no mundo virtual Deuxième Monde, detido pela Canal +. Com o abandono do mundo virtual pela empresa, o software deixou de ser desenvolvido, podendo classificar-se como abandonware. Utilizar esta aplicação simplifica a criação de figuras humanas. Trabalhando a partir de um modelo pré-definido, é possível modificar proporções, género, formas, cores, roupa e movimentos. São criados dois ficheiros, um VRML com o modelo e animações e um JPEG contendo o mapa de texturas. Assenta sobre um interface de escolha e modificação de fácil utilização.
Vivaty Studio: aplicação de criação de conteúdo Web 3D (VRML/X3D). Para além das ferramentas específicas ao VRML contém ferramentas de modelação tridimensional. É a mais complexa das aplicações aqui abordadas, quer em termos de funcionalidade quer em termos de interface. Está muito próxima de uma aplicação de nível profissional. Permite criar objectos e espaços virtuais tridimensionais interactivos, incorporando objectos 3D criados noutras aplicações, texturas e multimédia (áudio e vídeo).
Estas propostas não esgotam as opções de utilização de programas gratuitos ou proprietários. Outras opções envolvem o Seamless 3D (modelados VRML), Anim8or, CB Model Pro e Wings 3D (modeladores de malhas poligonais), Art of Illusion (modelador de primitivos), ZModeller, DAZ Studio, DAZ Hexagon ou Vue.
Antes de avançar para propostas de integração de conteúdos e actividades, convém clarificar alguns conceitos ligados ao 3D:
Formatos: tipos de ficheiro nativo e intercambiáveis utilizados pelas aplicações 3D. Mais comums: OBJ (Wavefront); WRL (VRML97); X3D (VRML/X3D); 3DS (3D Studio Max); DXF (CAD). A maior parte dos programas incorpora modelos criados nestes formatos com possibilidade de edição posterior.
Cena: espaço de composição tridimensional onde são dispostos objectos 3D e aplicadas luzes e efeitos ambientais para produção de imagens fixas, animações ou espaços virtuais.
Mapa de texturas: imagem que contém texturas aplicáveis a objectos tridimensionais.
Importação/Exportação: conversão de um objecto 3D do formato nativo da aplicação utilizada na sua criação para um formato compatível com outras aplicações. Os formatos OBJ, 3DS, DXF e WRL são os mais transversais.
Primitivos: sólidos geométricos que podem ser utilizados para construir formas tridimensionais – cubo, esfera, cilindro, pirâmide. Algumas aplicações incluem o cone e o toro.
Operações booleanas: operações lógicas de modelação – união (duas formas são transformadas num novo objecto); intersecção (novo objecto resultado da intersecção de duas formas); extracção (uma forma cria um espaço vazio noutra forma).
Malha poligonal: objecto tridimensional composto por uma rede de triângulos.
Wireframe: visualização de um objecto tridimensional sem aplicação de superfícies, texturas e iluminação. Visível como forma geométrica ou malha poligonal.
Pontos de vista: perspectiva e projecções. Fundamentais para trabalho em 3D, ao permitirem análise constante da posição relativa dos objectos.
Coordenadas: localização de um ponto no espaço tridimensional utilizando o sistema de coordenadas cartesianas – eixos X, Y e Z. Por convenção, aplica-se a regra da mão direita (Brutzman, Daly, 2007). O polegar representa o eixo X, o indicador o eixo Y, e o dedo médio o eixo Z. Podemos imaginar o eixo Y como cima/baixo, eixo X como norte-sul, e eixo Z como este/oeste.
Renderização: transformação do modelo wireframe e opções de material, luz, textura e efeitos atmosféricos numa imagem fixa ou animada por cálculo da fixação dos raios provenientes de uma fonte de luz sobre um plano definido pelo ponto de vista.
Que conteúdos podem ser abordados? Utilizar aplicações de modelação 3D e VRML permite estruturar actividades e experiências de aprendizagem com abordagem transversal aos conteúdos da área disciplinar. Em seguida apresentamos algumas abordagens a conteúdos recorrendo a estas aplicações:
Comunicação
- Desenho de letras a partir de várias estruturas, Selecção de letras, Tipos de letras, Forma, espaço e estrutura da letra, Ampliação da letra, Letras criadas/imaginadas: pode ser abordado através da criação de letra utilizando os recursos dos programas – o Sketchup e o Vivaty Studio têm opções de criação de letra, o Doga L3 módulos de letra. A letra pode ser criada em aplicações de desenho e processamento de imagem para aplicação como textura em objectos 3D. O editor de terrenos do Bryce permite criar letras tridimensionais a partir de um mapa de texturas contendo letras.
- Cartaz; desdobrável; autocolante; folheto: utilização das aplicações para criação de ilustrações e logótipos.
- Banda Desenhada (gramática e códigos da BD): utilização das aplicações para criação de personagens e ilustrações.
Espaço
- Espaço bi e tridimensional, Composição, Relatividade da posição consoante o observado: acima/abaixo, perto/longe, maior/menor, dentro/fora, Enquadramento da composição, Noção de perspectiva: utilizar programas para trabalho em 3D envolve uma aprendizagem directa e experiencial destes conteúdos. Trabalhar em 3D implica aprender a conceptualizar o objecto como elemento dentro de um espaço tridimensional. Manipular um objecto 3D obriga a pensar em termos das relações entre cada componente (linha, forma, superfície) para que a construção resulte numa forma tridimensional e não num aglomerado disforme de elementos. Para que esse sentido se desenvolve é necessário trabalhar directamente com a perspectiva cónica (paralela, oblíqua ou aérea) ou oblíqua (isométrica), e projecções ortogonais. O interface dos programas 3D envolve normalmente visualização simultânea em quatro pontos de vista (três projecções ortogonais e uma perspectiva isométrica ou opções de selecção de pontos de vista como janela principal de trabalho.
Forma
- Elementos da forma: luz/cor, linha, superfície, volume, textura, estrutura: ao modelar objectos em 3D trabalhamos directamente com elementos de forma – linha como geradora de superfícies (modelação de superfícies, modelação por extrusão, varrimento ou revolução) e textura gráfica como elemento de cor, textura e material do objecto.
- Proporções: trabalhando em perspectiva, o conceito de proporção torna-se uma ferramenta de trabalho ao modelar objectos de duas formas - como proporção relativa entre objectos e como proporção do objecto relativo à sua utilização. Esta segunda componente é importante na concepção de espaços virtuais navegáveis através de avatares, que utilizam como padrão a estatura média humana. Outra forma de abordar este conteúdo é a manipulação directa das proporções do corpo e rosto em aplicações como o Avatar Studio.
- Texturas naturais e artificiais; A textura como elemento formador de superfície, A textura como elemento estrutural plástico da forma: o conceito de textura é central ao 3D. Para atribuir realismo a um objecto ou cena é necessário trabalhar com iluminação e texturas artificiais que simulem materiais, atribuam cores ou simulem texturas de objectos. Este conceito é comum a todas as aplicações 3d e VRML.
Cor/Luz
Luz/cor, cor/sombreado, Teoria da cor/reflexão e refracção da luz, Composição, Tonalidades da cor, Saturação da cor: novamente, este é um conteúdo que se aprender por manipulação directa dos seus componentes. Em 3D a cor assume importância como elemento da forma e simulação da textura dos objectos. Trabalhar iluminação de cenas em 3D/VRML leva à necessidade de conjugar iluminação, aprendendo sobre utilização de fontes de luz, sombra projectada e cor da luz. Na selecção de cores e materiais pode ser efectuada uma abordagem a escalas cromáticas, valores e tonalidades de cor.
Trabalho
Organização do trabalho; Planificar as condições necessárias para o trabalho: a conclusão com sucesso de um projecto em 3d obriga a alguns graus de planificação. A abordagem a este conteúdo – pela experiência de trabalho, é possibilitada por projectos que levem à integração de vários modelos, obrigando à planificação de etapas e estabelecimento de objectivos de trabalho.
Estrutura
Naturais e artificiais, Internas e externas, Relação forma-estrutura, Estruturas bidimensionais, Estruturas tridimensionais: este conteúdo é intrínseco ao 3D. Para que o objecto tenha sentido, seja um modelo, tem de ter uma estrutura implícita. A modelação livre pode ser uma forma de exploração criando estruturas impossíveis de concretizar no espaço real.
Geometria
- O ponto; A linha; Posição de linhas no espaço; Linhas paralelas, concorrentes e perpendiculares; Recta, semi-recta, segmento de recta; Divisão de segmentos de recta em partes iguais; Medianas e diagonais; Figuras geométricas; Relação de figuras e formas geométricas no nosso dia a dia, Ângulos: identificação, construção e medição, Circunferências; Composição utilizando as várias figuras geométricas dadas, Arco de circunferência, Formas geométricas: em 3D a abordagem à geometria sai necessariamente do plano e entra no espaço. As figuras geométricas são abordáveis enquanto elementos de forma. Os elementos da geometria – ponto e linha, são os elementos básicos de construção de modelos 3D, quer como gerador de formas quer como arestas e vértices passíveis de modificação. O trabalho em 3D é desenvolvido através da utilização de sólidos geométricos para criação de modelos elaborados, pela criação de sólidos a partir de pontos e linhas, pela modificação de vértices, arestas e superfícies por extrusão, varrimento, revolução, rotação ou reposicionamento. A geometria é experimentada de forma activa como elemento concreto que permite criar novas formas.
Medida
- Efectuar medições: comprimento, superfícies, volumes, ângulos, diâmetros, massas, tempo, temperatura): de abordagem mais restrita, pode ser desenvolvido através da criação de modelos com medidas rigorosas. Na criação de espaços virtuais a localização e medida dos objectos são elementos importantes para facilitar a navegação e interacção.
Movimento
- Movimento/imobilidade, Movimento: Acção, Direcção, Sentido, Ritmo, Variação, Movimento implícito (revisões), Movimento explícito (revisões), Tipos de movimento (variação no espaço trajectória):Rectilíneos, Curvilíneos, Periódicos/uniformes/acelarados (variação no tempo/ritmo): a abordagem a este conteúdo está ligada à exploração da animação, embora trabalhar com movimento esteja presente nos fluxos de criação em 3D (é necessário movimentar os objectos durante o processo de modelação). Pode ser desenvolvido de duas formas: criando animações visualizáveis como vídeo ou animando objectos em realidade virtual. Como filme, trabalha-se movimentos dos objectos, câmara ou ambos. Em realidade virtual trata-se de atribuir movimentos a objectos no espaço tridimensional, o que pode ser conseguido movimentando todo o objecto ou atribuindo movimentos a partes do objecto. Quer em animação quer em realidade virtual o conceito de linha de tempo – ao longo do qual o objecto ou câmara/ponto de vista se deslocam, é um elemento necessário à criação de movimentos. O Bryce cria animações em AVI através de linha de tempo e o Vivaty Studio anima objectos em VRML/X3D.
A utilização destes programas pode ser feita por si só, limitando-se à exploração dos elementos do programa, ou inserida em trabalhos que abrangam diversas áreas de exploração e experiência com diferentes tipos de meios de expressão. Do nosso ponto de vista, é esta segunda vertente que nos parece mais rica, descentrando a atenção no computador enquanto equipamento e abordando-o como ferramenta multifacetada de expressão e criação.
As propostas que a seguir se apresentam partem da utilização individual de cada software, abrindo espaço à integração entre aplicações e outros meios de expressão.
Avatar Studio:
- criação de avatares animados: permite abordagem às proporções e movimento. Pode ser integrado na exploração do retrato – o programa permite que se utilizem fotografias ou outras imagens como textura para o rosto do avatar. Os alunos realizam o rosto em suporte papel, aplicando aprendizagens sobre o cânone de representação, e este é posteriormente digitalizado para aplicação no avatar.
Avatar 3D e estudo do rosto para digitalização e aplicação.
Bryce:
- As opções, elementos de textura e efeitos ambientais pré-definidos e o editor de terrenos permitem a criação de visualizações tridimensionais de paisagens, renderizáveis como animação, imagem fixa ou panorama Quick Time;
Paisagem virtual com elementos ambientais
- criação e renderização de objectos 3D com efeitos luminosos e atmosféricos;
Aplicação de texturas em modelo criado em Doga e renderização de imagem fixa.
- criação de pequenos filmes de animação 3D;
- criação de malhas poligonais de terreno: o Bryce exporta estas apenas estas malhas nos formatos mais comuns – 3DS ou OBJ.
- alterando parâmetros de campo de visão (ângulo de abertura da câmara) e posicionando o ponto de vista com medidas rigorosas podemos renderizar uma cena como um conjunto de seis imagens (essencialmente, projecções ortogonais) criando um conjunto de texturas que forma uma skybox para aplicação em mundos virtuais criados em VRML/X3D. Estas linguagens transformam o cubo resultante numa esfera aparente, criando a ilusão de esfericidade da paisagem.
Simetrias: utilizando um plano com textura modificada nas propriedades de luminosidade e posicionado ao centro do espaço de cena. Utilizando mais planos criam-se efeitos de caleidoscópio.
Modelação booleana: buraco na esfera criado por operação booleana.
Modelação por primitivos: objectos criados com cubos, esferas e cilindros.
Modelação booleana de uma casa.
Letra tridimensional criada em Bryce.
BS Contact:
- Visualização de conteúdos Web 3D;
Web3D: interacção em ambiente virtual multi-utilizador.
- Manipulação interactiva de objectos tridimensionais;
- Visualizador de objectos 3D em VRML/X3D.
Google Sketchup:
- Criação de modelos arquitectónicos tridimensionais, através da extrusão de superfícies e trabalhando a partir de plantas traçadas ou figuras geométricas;
Modelo complexo de edifício imaginário.
- Exploração activa de conceitos de geometria (ponto, linha, mediatriz, figuras e formas geométricas).
Doga L3:
- Criação de objectos 3D (malhas poligonais) para aplicação em programas que permitam renderização de imagens e animação 3D. Estas podem ser coloridas e texturizadas dentro da aplicação ou noutros programas. Formatos de exportação recomendados: DXF para incorporação em Bryce; VRML para incorporação noutras aplicações (Vivaty Studio, 3DS Max, etc.).
Objecto criado em Doga L3, exportado como ficheiro VRML para incorporação como modelo em Vivaty Studio.
Vivaty Studio:
- Modelação de objectos 3D como primitivos, operações booleanas ou modelação de malhas poligonais, com exportação dos objectos criados.
Objecto tridimensional modelado em Vivaty Studio e renderizado em Bryce.
- Criação de espaços virtuais interactivos em VRML/X3D integrando modelos 3D criados em diferentes aplicações.
Mundo de natal: espaço virtual interactivo multi-utilizador criado em Vivaty Studio. Modelado com formas primitivas, superfícies de revolução e modelação de malhas poligonais.
- Criação de objectos animados com sensores VRML.
Espaço virtual: velas do moinho com movimento de rotação.
Um exemplo de trabalho que integra diversas aplicações e técnicas de expressão é a criação de espaços virtuais 3D. Neste campo, este tipo de espaços são normalmente criados por docentes ou conceptores de materiais multimédia para exploração activa e cooperativa de conteúdos, permitindo simulação de modelos e espaços deslocados geograficamente e no tempo, manipulação interactiva de modelos e espaços colaborativos de aprendizagem. As plataformas de trabalho são geralmente proprietárias, desde as especialmente concebidas para este tipo de aplicações educacionais (Olive, Wonderland, Active Worlds) aos mundos sociais virtuais, com especial ênfase no mundo virtual Second Life. Uma opção menos explorada é a criação de espaços virtuais pelos alunos como experiência de aprendizagem que alia aplicação de conteúdos disciplinares, criatividade, exploração de ferramentas TIC e utilização expressiva do computador. Indícios do potencial dessas actividades podem ser encontradas no Projecto Vertex (Bailey, Moar, 2002), que estudou a criação de espaços virtuais por alunos de escolas britânicas utilizando o 3DS Max como modelador 3D e o mundo virtual Active Worlds integrando trabalhos desenvolvidos em técnicas tradicionais, e a nossa prática pedagógica, que envolve a criação de mundos virtuais utilizando as aplicações referidas neste artigo como modeladoras e integradoras de conteúdo e o website VRMLWorld como espaço de alojamento de ambientes interactivos multi-utilizador.
Aqui, a linguagem VRML/X3D surge como elemento privilegiado de criação pela sua natureza como norma aberta e capacidade de integração de objectos externos. A disponibilidade de aplicações de authoring como o Vivaty Studio facilita a concepção de espaços virtuais. Outra vantagem prende-se com requisitos computacionais e largura de banda para ambientes multi-utilizador: os ambientes VRML/X3D não exigem hardware muito avançado e utilizam pouca largura de banda na interacção em espaços virtuais, apesar de requererem a descarga total do ficheiro vrml ou x3d para o computador local. Em comparação, um ambiente virtual como o Second Life requer especificações de hardware avançado e largura de banda suficiente para tráfego intensivo de dados para renderização tridimensional em tempo real.
O objectivo destas propostas não é desvalorizar a aprendizagem de técnicas tradicionais defendendo técnicas de expressão propiciadas pelo digital. Como espaço flexível de aprendizagem, criatividade e expressão, a disciplina de Educação Visual e Tecnológica pode e deve aproveitar os contributos dos novos meios de expressão, adicionando-os à vasta panóplia de técnicas artísticas que constituem património da área disciplinar e, de forma mais abrangente, do mundo artístico. Assinale-se que este já tira partido destes novos meios e tem estado na vanguarda da pesquisa do computador enquanto ferramenta artística em diferentes campos.
As novas gerações de alunos já consideram as tecnologias digitais como um elemento do seu ambiente. Não reagem com estranheza, surpresa ou espanto às tecnologias. Tendo crescido em ambientes progressivamente mediatizados onde a tecnologia digital interactiva vai do jogo de computador ao telemóvel cheio de funcionalidades adicionais, não deixam de necessitar de guias que lhes abram horizontes na utilização de tecnologias digitais.
Trabalhos de alunos de 2º Ciclo (5º e 6º ano) criados utilizando as aplicações descritas
Brutzman, D., Daly, N. (2007). X3D: Extensible 3D Graphics for Web Authors. São Francisco: Elsevier.
Bailey, F., & Moar, M. (2002). The Vertex Project: Exploring the creative use of shared 3D virtual worlds in the primary (K-12) classroom. Obtido em 15 de 02 de 2010, de http://www.vertex.mdx.ac.uk/PDFs/vertex.pdf
Tutoriais para aprendizagem 3D:
Scribd | VRML
Ligações:
Reality Factory
Sandbox
Cube Game Engine
Unity 3D
Unreal Development Kit
Wikipedia | 3D
Wikipedia | Malha Poligonal
Poser
MakeHuman
O 3D é uma técnica de representação em imagem fixa, animada e elemento interactivo muito utilizado nos media consumidos pelos alunos, particularmente em ilustração comercial ou criativa, cinema e jogos digitais. As aplicações de modelação/animação 3D e desenvolvimento de espaços virtuais podem ser utilizadas em EVT como ferramentas de expressão plástica que abrem uma nova dimensão nas experiências de aprendizagem da disciplina. Podem ser utilizadas por si só, explorando os vários recursos de que dispõem, como apoio directo a exploração de conteúdos disciplinares ou integradas em trabalhos temáticos que recorram a diferentes meios de expressão, tradicionais e digitais.
A complexidade da modelação e animação 3D como conceitos são ultrapassadas com momentos de introdução dos elementos das aplicações e pequenos desafios acompanhados por guias e tutoriais. A evolução dos interfaces gráficos das aplicações facilita a introdução a esta forma de expressão, que ajuda a conhecer princípios de perspectiva e representação gráfica do espaço tridimensional, em particular os tipos de perspectiva e métodos de projecção. A utilização de ferramentas digitais convida à exploração criativa, permitindo métodos de trabalho segundo perspectivas pedagógicas construtivistas de exploração, experiência e trabalho em projectos. Envolvem elementos de colaboração e partilha, aprendizagem por imitação segundo o princípio de Zona de Desenvolvimento Proximal e desenvolvimento pessoal de competências através da exploração activa dos recursos digitais. É importante criar elementos de motivação e incentivo iniciais, e fornecer conhecimentos elementares. O trabalho prático recorrendo ao computador adapta-se a estilos de aprendizagem diferenciados entre os alunos.
Que tipo de aplicações utilizar? Software profissional (Maya, Softimage XSI, ZBrush, SolidWorks, 3D Studio Max, Alias Wavefront) garante resultados com elevadíssimos nível de realismo, por vezes indistinguível do real, mas são muito complexos, difíceis de utilizar por parte de utilizadores pouco experientes ou iniciados e com preços elevados, que reflectem a sua utilização como ferramentas high end em publicidade, cinema, ilustração, animação, jogos e outras formas de new media. Esta observação é aplicável ao Blender, aplicação opensource 3D de nível profissional que apesar de gratuita é de aprendizagem e utilização complexa. Outras aplicações são disponibilizadas de forma gratuita, particularmente no domínio dos motores de jogo, ambientes de construção de espaços de jogo digital que incluem ferramentas de modelação, animação, interactividade e extensão de opções através de scripting. Exemplos disso são o Unreal Development Kit, cuja propriedade intelectual é detido pela Epic Games mas libertado como freeware para a comunidade de jogadores (que ao criar novos níveis e elementos adicionais para os jogos criados pela empresa gera mais vendas e mantém uma sólida comunidade de utilizadores fidelizados), Reality Factory, Unity, ou os gratuitos Cube Engine e Platinum Arts Sandbox.
Estes softwares são complexos e difíceis de aprender por utilizadores pouco experientes ou a iniciar-se neste campo, e requerem um forte investimento de tempo para domínio de competências elementares. Dentro do âmbito da área disciplinar, coloca-se a questão de facilidade de domínio por parte de crianças e as condicionantes de tempo, quer lectivo quer na integração com outros meios de expressão a abordar na disciplina.
A complexidade dos ecrãs e elevado número de opções requerem exploração guiada para compreender as funcionalidades, aplicações e potencialidades da aplicação. É um processo difícil e demorado, com pouco imediatismo de resultados que cative os alunos dando-lhes motivação para continuar a exploração.
As aplicações propostas não cobrem todo o vasto espectro da imagem 3D mas obedecem a duas grandes condicionantes. São gratuitas (ou pelo menos shareware com poucas restrições), garantindo facilidade e ética no acesso às aplicações. A utilização de software pago em ambiente escolar é condicionada pela necessidade de financiamento, e no nosso ponto de vista a utilização de software pirateado, para além de constituir prática de crime, é inconsistente com a dimensão ética da escola como transmissora de valores sociais e pessoais. São de utilização simples, quer pelo desenho de interface ou número restrito de opções.
Do vasto leque de aplicações 3D seleccionamos as seguintes:
Bryce 5.5: um nome clássico da modelação 3D que simplifica o trabalho de criação através da utilização de uma vasta gama de elementos pré-definidos (texturas, materiais, objectos e efeitos ambientais). Apresenta um interface de muito simples utilização baseado na manipulação e visualização dentro de um ponto de vista, permite modelação com objectos primitivos, operações booleanas e incorporação de malhas poligonais. Tem um avançado editor de terrenos baseado em algoritmos fractais que permite criar paisagens com elevado nível de realismo. Apesar de trabalhar com elementos pré-definidos, permite modificação profunda dos parâmetros dos elementos.
Google Sketchup Free: pensado para modelação arquitectónica, é uma aplicação de modelação de superfícies que possibilita criar modelos tridimensionais de edifícios ou objectos com operações simples de traçado de linhas e figuras geométricas, extrusão de superfícies e rotação e reposicionamento de pontos, linhas e superfícies. Permite aplicação de texturas mas sem resultados de elevado nível de realismo. Os modelos criados podem ser exportados para outras aplicações. Não adopta pontos de vista fixos, requerendo rotações constantes do espaço de trabalho para visualização rigorosa do processo de desenho.
Doga L3: parte de um conjunto de aplicações pensadas para introduzir de forma incremental os conceitos e fluxos de trabalho da modelação e animação 3D. A versão L3 é a mais completa, com módulos de modelação de objectos, objectos articulados, percursos e animação. A criação de modelos é efectuada a partir da montagem de peças pré-definidas que permitem um elevado número de combinações. A cada peça pode ser atribuída cor, textura e material. Os modelos criados podem ser exportados em formato DXF e VRML para incorporação noutras aplicações. O seu interface assenta na visualização simultânea de quatro pontos de vista, uma perspectiva e três alçados.
BS Contact: sendo variantes de realidade virtual, o VRML e o X3D são linguagens de criação e representação de conteúdo 3D sem sobrecarga de sistemas e largura de banda. Permitem interacção e manipulação de objectos virtuais. O VRML – Virtual Reality Modelling Language, é uma norma ISO já antiga, sendo o X3D a norma mais avançada, incorporando VRML e XML. O BS Contact é uma aplicação de visualização de conteúdo VRML/X3D que também funciona com plugin de navegador de internet para interacção em mundos virtuais construídos em linguagem VRML/X3D. O VRML, na norma VRML97, é também um formato comum de transferência de ficheiros 3D entre aplicações, reconhecido pela maior parte dos programas.
Avatar Studio: a modelação humanóide com animação de movimentos é um desafio complexo recorrendo às aplicações 3D. Existem soluções que facilitam esta tarefa, como o Poser, o freeware H-Animator e o opensource MakeHuman. No entanto, a primeira é software proprietário, a segunda pouco desenvolvida e instável, a terceira ainda em versão beta, pouco funcional e instável apesar de promissora. O Avatar Studio foi desenvolvido como uma forma de criar avatares tridimensionais para interacção no mundo virtual Deuxième Monde, detido pela Canal +. Com o abandono do mundo virtual pela empresa, o software deixou de ser desenvolvido, podendo classificar-se como abandonware. Utilizar esta aplicação simplifica a criação de figuras humanas. Trabalhando a partir de um modelo pré-definido, é possível modificar proporções, género, formas, cores, roupa e movimentos. São criados dois ficheiros, um VRML com o modelo e animações e um JPEG contendo o mapa de texturas. Assenta sobre um interface de escolha e modificação de fácil utilização.
Vivaty Studio: aplicação de criação de conteúdo Web 3D (VRML/X3D). Para além das ferramentas específicas ao VRML contém ferramentas de modelação tridimensional. É a mais complexa das aplicações aqui abordadas, quer em termos de funcionalidade quer em termos de interface. Está muito próxima de uma aplicação de nível profissional. Permite criar objectos e espaços virtuais tridimensionais interactivos, incorporando objectos 3D criados noutras aplicações, texturas e multimédia (áudio e vídeo).
Estas propostas não esgotam as opções de utilização de programas gratuitos ou proprietários. Outras opções envolvem o Seamless 3D (modelados VRML), Anim8or, CB Model Pro e Wings 3D (modeladores de malhas poligonais), Art of Illusion (modelador de primitivos), ZModeller, DAZ Studio, DAZ Hexagon ou Vue.
Antes de avançar para propostas de integração de conteúdos e actividades, convém clarificar alguns conceitos ligados ao 3D:
Formatos: tipos de ficheiro nativo e intercambiáveis utilizados pelas aplicações 3D. Mais comums: OBJ (Wavefront); WRL (VRML97); X3D (VRML/X3D); 3DS (3D Studio Max); DXF (CAD). A maior parte dos programas incorpora modelos criados nestes formatos com possibilidade de edição posterior.
Cena: espaço de composição tridimensional onde são dispostos objectos 3D e aplicadas luzes e efeitos ambientais para produção de imagens fixas, animações ou espaços virtuais.
Mapa de texturas: imagem que contém texturas aplicáveis a objectos tridimensionais.
Importação/Exportação: conversão de um objecto 3D do formato nativo da aplicação utilizada na sua criação para um formato compatível com outras aplicações. Os formatos OBJ, 3DS, DXF e WRL são os mais transversais.
Primitivos: sólidos geométricos que podem ser utilizados para construir formas tridimensionais – cubo, esfera, cilindro, pirâmide. Algumas aplicações incluem o cone e o toro.
Operações booleanas: operações lógicas de modelação – união (duas formas são transformadas num novo objecto); intersecção (novo objecto resultado da intersecção de duas formas); extracção (uma forma cria um espaço vazio noutra forma).
Malha poligonal: objecto tridimensional composto por uma rede de triângulos.
Wireframe: visualização de um objecto tridimensional sem aplicação de superfícies, texturas e iluminação. Visível como forma geométrica ou malha poligonal.
Pontos de vista: perspectiva e projecções. Fundamentais para trabalho em 3D, ao permitirem análise constante da posição relativa dos objectos.
Coordenadas: localização de um ponto no espaço tridimensional utilizando o sistema de coordenadas cartesianas – eixos X, Y e Z. Por convenção, aplica-se a regra da mão direita (Brutzman, Daly, 2007). O polegar representa o eixo X, o indicador o eixo Y, e o dedo médio o eixo Z. Podemos imaginar o eixo Y como cima/baixo, eixo X como norte-sul, e eixo Z como este/oeste.
Renderização: transformação do modelo wireframe e opções de material, luz, textura e efeitos atmosféricos numa imagem fixa ou animada por cálculo da fixação dos raios provenientes de uma fonte de luz sobre um plano definido pelo ponto de vista.
Que conteúdos podem ser abordados? Utilizar aplicações de modelação 3D e VRML permite estruturar actividades e experiências de aprendizagem com abordagem transversal aos conteúdos da área disciplinar. Em seguida apresentamos algumas abordagens a conteúdos recorrendo a estas aplicações:
Comunicação
- Desenho de letras a partir de várias estruturas, Selecção de letras, Tipos de letras, Forma, espaço e estrutura da letra, Ampliação da letra, Letras criadas/imaginadas: pode ser abordado através da criação de letra utilizando os recursos dos programas – o Sketchup e o Vivaty Studio têm opções de criação de letra, o Doga L3 módulos de letra. A letra pode ser criada em aplicações de desenho e processamento de imagem para aplicação como textura em objectos 3D. O editor de terrenos do Bryce permite criar letras tridimensionais a partir de um mapa de texturas contendo letras.
- Cartaz; desdobrável; autocolante; folheto: utilização das aplicações para criação de ilustrações e logótipos.
- Banda Desenhada (gramática e códigos da BD): utilização das aplicações para criação de personagens e ilustrações.
Espaço
- Espaço bi e tridimensional, Composição, Relatividade da posição consoante o observado: acima/abaixo, perto/longe, maior/menor, dentro/fora, Enquadramento da composição, Noção de perspectiva: utilizar programas para trabalho em 3D envolve uma aprendizagem directa e experiencial destes conteúdos. Trabalhar em 3D implica aprender a conceptualizar o objecto como elemento dentro de um espaço tridimensional. Manipular um objecto 3D obriga a pensar em termos das relações entre cada componente (linha, forma, superfície) para que a construção resulte numa forma tridimensional e não num aglomerado disforme de elementos. Para que esse sentido se desenvolve é necessário trabalhar directamente com a perspectiva cónica (paralela, oblíqua ou aérea) ou oblíqua (isométrica), e projecções ortogonais. O interface dos programas 3D envolve normalmente visualização simultânea em quatro pontos de vista (três projecções ortogonais e uma perspectiva isométrica ou opções de selecção de pontos de vista como janela principal de trabalho.
Forma
- Elementos da forma: luz/cor, linha, superfície, volume, textura, estrutura: ao modelar objectos em 3D trabalhamos directamente com elementos de forma – linha como geradora de superfícies (modelação de superfícies, modelação por extrusão, varrimento ou revolução) e textura gráfica como elemento de cor, textura e material do objecto.
- Proporções: trabalhando em perspectiva, o conceito de proporção torna-se uma ferramenta de trabalho ao modelar objectos de duas formas - como proporção relativa entre objectos e como proporção do objecto relativo à sua utilização. Esta segunda componente é importante na concepção de espaços virtuais navegáveis através de avatares, que utilizam como padrão a estatura média humana. Outra forma de abordar este conteúdo é a manipulação directa das proporções do corpo e rosto em aplicações como o Avatar Studio.
- Texturas naturais e artificiais; A textura como elemento formador de superfície, A textura como elemento estrutural plástico da forma: o conceito de textura é central ao 3D. Para atribuir realismo a um objecto ou cena é necessário trabalhar com iluminação e texturas artificiais que simulem materiais, atribuam cores ou simulem texturas de objectos. Este conceito é comum a todas as aplicações 3d e VRML.
Cor/Luz
Luz/cor, cor/sombreado, Teoria da cor/reflexão e refracção da luz, Composição, Tonalidades da cor, Saturação da cor: novamente, este é um conteúdo que se aprender por manipulação directa dos seus componentes. Em 3D a cor assume importância como elemento da forma e simulação da textura dos objectos. Trabalhar iluminação de cenas em 3D/VRML leva à necessidade de conjugar iluminação, aprendendo sobre utilização de fontes de luz, sombra projectada e cor da luz. Na selecção de cores e materiais pode ser efectuada uma abordagem a escalas cromáticas, valores e tonalidades de cor.
Trabalho
Organização do trabalho; Planificar as condições necessárias para o trabalho: a conclusão com sucesso de um projecto em 3d obriga a alguns graus de planificação. A abordagem a este conteúdo – pela experiência de trabalho, é possibilitada por projectos que levem à integração de vários modelos, obrigando à planificação de etapas e estabelecimento de objectivos de trabalho.
Estrutura
Naturais e artificiais, Internas e externas, Relação forma-estrutura, Estruturas bidimensionais, Estruturas tridimensionais: este conteúdo é intrínseco ao 3D. Para que o objecto tenha sentido, seja um modelo, tem de ter uma estrutura implícita. A modelação livre pode ser uma forma de exploração criando estruturas impossíveis de concretizar no espaço real.
Geometria
- O ponto; A linha; Posição de linhas no espaço; Linhas paralelas, concorrentes e perpendiculares; Recta, semi-recta, segmento de recta; Divisão de segmentos de recta em partes iguais; Medianas e diagonais; Figuras geométricas; Relação de figuras e formas geométricas no nosso dia a dia, Ângulos: identificação, construção e medição, Circunferências; Composição utilizando as várias figuras geométricas dadas, Arco de circunferência, Formas geométricas: em 3D a abordagem à geometria sai necessariamente do plano e entra no espaço. As figuras geométricas são abordáveis enquanto elementos de forma. Os elementos da geometria – ponto e linha, são os elementos básicos de construção de modelos 3D, quer como gerador de formas quer como arestas e vértices passíveis de modificação. O trabalho em 3D é desenvolvido através da utilização de sólidos geométricos para criação de modelos elaborados, pela criação de sólidos a partir de pontos e linhas, pela modificação de vértices, arestas e superfícies por extrusão, varrimento, revolução, rotação ou reposicionamento. A geometria é experimentada de forma activa como elemento concreto que permite criar novas formas.
Medida
- Efectuar medições: comprimento, superfícies, volumes, ângulos, diâmetros, massas, tempo, temperatura): de abordagem mais restrita, pode ser desenvolvido através da criação de modelos com medidas rigorosas. Na criação de espaços virtuais a localização e medida dos objectos são elementos importantes para facilitar a navegação e interacção.
Movimento
- Movimento/imobilidade, Movimento: Acção, Direcção, Sentido, Ritmo, Variação, Movimento implícito (revisões), Movimento explícito (revisões), Tipos de movimento (variação no espaço trajectória):Rectilíneos, Curvilíneos, Periódicos/uniformes/acelarados (variação no tempo/ritmo): a abordagem a este conteúdo está ligada à exploração da animação, embora trabalhar com movimento esteja presente nos fluxos de criação em 3D (é necessário movimentar os objectos durante o processo de modelação). Pode ser desenvolvido de duas formas: criando animações visualizáveis como vídeo ou animando objectos em realidade virtual. Como filme, trabalha-se movimentos dos objectos, câmara ou ambos. Em realidade virtual trata-se de atribuir movimentos a objectos no espaço tridimensional, o que pode ser conseguido movimentando todo o objecto ou atribuindo movimentos a partes do objecto. Quer em animação quer em realidade virtual o conceito de linha de tempo – ao longo do qual o objecto ou câmara/ponto de vista se deslocam, é um elemento necessário à criação de movimentos. O Bryce cria animações em AVI através de linha de tempo e o Vivaty Studio anima objectos em VRML/X3D.
A utilização destes programas pode ser feita por si só, limitando-se à exploração dos elementos do programa, ou inserida em trabalhos que abrangam diversas áreas de exploração e experiência com diferentes tipos de meios de expressão. Do nosso ponto de vista, é esta segunda vertente que nos parece mais rica, descentrando a atenção no computador enquanto equipamento e abordando-o como ferramenta multifacetada de expressão e criação.
As propostas que a seguir se apresentam partem da utilização individual de cada software, abrindo espaço à integração entre aplicações e outros meios de expressão.
Avatar Studio:
- criação de avatares animados: permite abordagem às proporções e movimento. Pode ser integrado na exploração do retrato – o programa permite que se utilizem fotografias ou outras imagens como textura para o rosto do avatar. Os alunos realizam o rosto em suporte papel, aplicando aprendizagens sobre o cânone de representação, e este é posteriormente digitalizado para aplicação no avatar.
Avatar 3D e estudo do rosto para digitalização e aplicação.
Bryce:
- As opções, elementos de textura e efeitos ambientais pré-definidos e o editor de terrenos permitem a criação de visualizações tridimensionais de paisagens, renderizáveis como animação, imagem fixa ou panorama Quick Time;
Paisagem virtual com elementos ambientais
- criação e renderização de objectos 3D com efeitos luminosos e atmosféricos;
Aplicação de texturas em modelo criado em Doga e renderização de imagem fixa.
- criação de pequenos filmes de animação 3D;
- criação de malhas poligonais de terreno: o Bryce exporta estas apenas estas malhas nos formatos mais comuns – 3DS ou OBJ.
- alterando parâmetros de campo de visão (ângulo de abertura da câmara) e posicionando o ponto de vista com medidas rigorosas podemos renderizar uma cena como um conjunto de seis imagens (essencialmente, projecções ortogonais) criando um conjunto de texturas que forma uma skybox para aplicação em mundos virtuais criados em VRML/X3D. Estas linguagens transformam o cubo resultante numa esfera aparente, criando a ilusão de esfericidade da paisagem.
Simetrias: utilizando um plano com textura modificada nas propriedades de luminosidade e posicionado ao centro do espaço de cena. Utilizando mais planos criam-se efeitos de caleidoscópio.
Modelação booleana: buraco na esfera criado por operação booleana.
Modelação por primitivos: objectos criados com cubos, esferas e cilindros.
Modelação booleana de uma casa.
Letra tridimensional criada em Bryce.
BS Contact:
- Visualização de conteúdos Web 3D;
Web3D: interacção em ambiente virtual multi-utilizador.
- Manipulação interactiva de objectos tridimensionais;
- Visualizador de objectos 3D em VRML/X3D.
Google Sketchup:
- Criação de modelos arquitectónicos tridimensionais, através da extrusão de superfícies e trabalhando a partir de plantas traçadas ou figuras geométricas;
Modelo complexo de edifício imaginário.
- Exploração activa de conceitos de geometria (ponto, linha, mediatriz, figuras e formas geométricas).
Doga L3:
- Criação de objectos 3D (malhas poligonais) para aplicação em programas que permitam renderização de imagens e animação 3D. Estas podem ser coloridas e texturizadas dentro da aplicação ou noutros programas. Formatos de exportação recomendados: DXF para incorporação em Bryce; VRML para incorporação noutras aplicações (Vivaty Studio, 3DS Max, etc.).
Objecto criado em Doga L3, exportado como ficheiro VRML para incorporação como modelo em Vivaty Studio.
Vivaty Studio:
- Modelação de objectos 3D como primitivos, operações booleanas ou modelação de malhas poligonais, com exportação dos objectos criados.
Objecto tridimensional modelado em Vivaty Studio e renderizado em Bryce.
- Criação de espaços virtuais interactivos em VRML/X3D integrando modelos 3D criados em diferentes aplicações.
Mundo de natal: espaço virtual interactivo multi-utilizador criado em Vivaty Studio. Modelado com formas primitivas, superfícies de revolução e modelação de malhas poligonais.
- Criação de objectos animados com sensores VRML.
Espaço virtual: velas do moinho com movimento de rotação.
Um exemplo de trabalho que integra diversas aplicações e técnicas de expressão é a criação de espaços virtuais 3D. Neste campo, este tipo de espaços são normalmente criados por docentes ou conceptores de materiais multimédia para exploração activa e cooperativa de conteúdos, permitindo simulação de modelos e espaços deslocados geograficamente e no tempo, manipulação interactiva de modelos e espaços colaborativos de aprendizagem. As plataformas de trabalho são geralmente proprietárias, desde as especialmente concebidas para este tipo de aplicações educacionais (Olive, Wonderland, Active Worlds) aos mundos sociais virtuais, com especial ênfase no mundo virtual Second Life. Uma opção menos explorada é a criação de espaços virtuais pelos alunos como experiência de aprendizagem que alia aplicação de conteúdos disciplinares, criatividade, exploração de ferramentas TIC e utilização expressiva do computador. Indícios do potencial dessas actividades podem ser encontradas no Projecto Vertex (Bailey, Moar, 2002), que estudou a criação de espaços virtuais por alunos de escolas britânicas utilizando o 3DS Max como modelador 3D e o mundo virtual Active Worlds integrando trabalhos desenvolvidos em técnicas tradicionais, e a nossa prática pedagógica, que envolve a criação de mundos virtuais utilizando as aplicações referidas neste artigo como modeladoras e integradoras de conteúdo e o website VRMLWorld como espaço de alojamento de ambientes interactivos multi-utilizador.
Aqui, a linguagem VRML/X3D surge como elemento privilegiado de criação pela sua natureza como norma aberta e capacidade de integração de objectos externos. A disponibilidade de aplicações de authoring como o Vivaty Studio facilita a concepção de espaços virtuais. Outra vantagem prende-se com requisitos computacionais e largura de banda para ambientes multi-utilizador: os ambientes VRML/X3D não exigem hardware muito avançado e utilizam pouca largura de banda na interacção em espaços virtuais, apesar de requererem a descarga total do ficheiro vrml ou x3d para o computador local. Em comparação, um ambiente virtual como o Second Life requer especificações de hardware avançado e largura de banda suficiente para tráfego intensivo de dados para renderização tridimensional em tempo real.
O objectivo destas propostas não é desvalorizar a aprendizagem de técnicas tradicionais defendendo técnicas de expressão propiciadas pelo digital. Como espaço flexível de aprendizagem, criatividade e expressão, a disciplina de Educação Visual e Tecnológica pode e deve aproveitar os contributos dos novos meios de expressão, adicionando-os à vasta panóplia de técnicas artísticas que constituem património da área disciplinar e, de forma mais abrangente, do mundo artístico. Assinale-se que este já tira partido destes novos meios e tem estado na vanguarda da pesquisa do computador enquanto ferramenta artística em diferentes campos.
As novas gerações de alunos já consideram as tecnologias digitais como um elemento do seu ambiente. Não reagem com estranheza, surpresa ou espanto às tecnologias. Tendo crescido em ambientes progressivamente mediatizados onde a tecnologia digital interactiva vai do jogo de computador ao telemóvel cheio de funcionalidades adicionais, não deixam de necessitar de guias que lhes abram horizontes na utilização de tecnologias digitais.
Trabalhos de alunos de 2º Ciclo (5º e 6º ano) criados utilizando as aplicações descritas
Brutzman, D., Daly, N. (2007). X3D: Extensible 3D Graphics for Web Authors. São Francisco: Elsevier.
Bailey, F., & Moar, M. (2002). The Vertex Project: Exploring the creative use of shared 3D virtual worlds in the primary (K-12) classroom. Obtido em 15 de 02 de 2010, de http://www.vertex.mdx.ac.uk/PDFs/vertex.pdf
Tutoriais para aprendizagem 3D:
Scribd | VRML
Ligações:
Reality Factory
Sandbox
Cube Game Engine
Unity 3D
Unreal Development Kit
Wikipedia | 3D
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Poser
MakeHuman
Requiem
Gostava de ter terminado o dia de ontem com as palavras que um aluno me disse depois de uma exaustiva maratona de workshops com turmas de quinto ano que fizeram valer todo o esforço. Infelizmente, não é essa a maior recordação do dia.
É desesperante ver a doce banalidade do dia a dia ser destroçada pelo implacável imprevisível. Uma escola é uma comunidade, um local de alegria, não de tristeza profunda. E nem consigo conceber o desespero de quem no final de um dia normal recebe a mais terrível das notícias.
De facto, nem consigo ainda conceber que realmente aconteceu. Parece tão irreal.
Apesar de não ser religioso, reconheço o poder destas antigas palavras que expressam o desespero e abrem a janela da esperança. Requiem aeternam dona eis/Et lux perpetua luceat eis. Ajuda-nos a enfrentar o impensável.
É desesperante ver a doce banalidade do dia a dia ser destroçada pelo implacável imprevisível. Uma escola é uma comunidade, um local de alegria, não de tristeza profunda. E nem consigo conceber o desespero de quem no final de um dia normal recebe a mais terrível das notícias.
De facto, nem consigo ainda conceber que realmente aconteceu. Parece tão irreal.
Apesar de não ser religioso, reconheço o poder destas antigas palavras que expressam o desespero e abrem a janela da esperança. Requiem aeternam dona eis/Et lux perpetua luceat eis. Ajuda-nos a enfrentar o impensável.
Inovação
Sim, somos mesmo muito modernos. Após alguns anos de investimentos o 3D explodiu no continuum mediático. Tecnologia de sucesso nos cinemas, chegou agora aos televisores, ameaçando criar uma nova imagem iconográfica para o século xxi: a tranquila família burguesa, que ao serão se senta no sofá a contemplar as maravilhas da televisão tridimensional com os olhos ocultos pelas lentes polarizadoras. Perdoem-me o voo retrofuturista. Não resisti.
A projecção cinematográfica estereoscópica, agora apelidada de 3D (e então a modelação e animação 3D, herdeira directa da tradição perspéctica renascentista e por extensão do realismo greco-romano, vai ter de mudar de nome?), não é uma tecnologia tão nova como nos é apresentada. De facto, é quase centenária. Teleview, um dos primeiros sistemas deste género, data dos anos 20. Nos anos 30 a empresa alemã Zeiss-Ikon comercializou um sistema de cinema tridimensional colorido denominado Raumfilm. Nos anos 40 Sergei Eisenstein, autor de obras seminais como O Couraçado Potemkine e o tríptico Ivan o Terrível escrevia ensaios sobre cinema estereoscópico. Os anos 50 trouxeram os icónicos óculos bicolores para tornar os filmes de série B mais aterradores e o Cinerama com projecção em ecrãs de 180º. Nos anos 60 Morton Heilig, pioneiro da realidade virtual, patenteou um sistema de visualização pessoal tridimensional com óculos de televisão estereoscópica, com dois pequenos ecrãs embutidos. E nos anos 70, o IMAX.
Os correntes sistemas são o continuar e aperfeiçoar de uma tradição tecnológica cheia de falsos arranques. A aplicação em televisão é um refinamento tecnológico motivado pela procura de audiências. Em paisagens mediáticas saturadas e fragmentadas, as indústrias culturais tentam tudo para atrair os consumidores. Mais do que inovações, estas tecnologias são o canto de cisne de alguns sectores dos media.
Para saber um pouco mais sobre a história do cinema 3D, o excelente Virtual Art: From Illusion to Immersion de Oliver Grau é um bom livro para começar (Capítulo IV, Intermedia Stages of Virtual Reality in the Twentieth Century). As técnicas são detalhadas no How a 3-D movie is made e a Wikipedia tem um artigo muito completo sobre este tema.
A projecção cinematográfica estereoscópica, agora apelidada de 3D (e então a modelação e animação 3D, herdeira directa da tradição perspéctica renascentista e por extensão do realismo greco-romano, vai ter de mudar de nome?), não é uma tecnologia tão nova como nos é apresentada. De facto, é quase centenária. Teleview, um dos primeiros sistemas deste género, data dos anos 20. Nos anos 30 a empresa alemã Zeiss-Ikon comercializou um sistema de cinema tridimensional colorido denominado Raumfilm. Nos anos 40 Sergei Eisenstein, autor de obras seminais como O Couraçado Potemkine e o tríptico Ivan o Terrível escrevia ensaios sobre cinema estereoscópico. Os anos 50 trouxeram os icónicos óculos bicolores para tornar os filmes de série B mais aterradores e o Cinerama com projecção em ecrãs de 180º. Nos anos 60 Morton Heilig, pioneiro da realidade virtual, patenteou um sistema de visualização pessoal tridimensional com óculos de televisão estereoscópica, com dois pequenos ecrãs embutidos. E nos anos 70, o IMAX.
Os correntes sistemas são o continuar e aperfeiçoar de uma tradição tecnológica cheia de falsos arranques. A aplicação em televisão é um refinamento tecnológico motivado pela procura de audiências. Em paisagens mediáticas saturadas e fragmentadas, as indústrias culturais tentam tudo para atrair os consumidores. Mais do que inovações, estas tecnologias são o canto de cisne de alguns sectores dos media.
Para saber um pouco mais sobre a história do cinema 3D, o excelente Virtual Art: From Illusion to Immersion de Oliver Grau é um bom livro para começar (Capítulo IV, Intermedia Stages of Virtual Reality in the Twentieth Century). As técnicas são detalhadas no How a 3-D movie is made e a Wikipedia tem um artigo muito completo sobre este tema.
A Universidade em Mafra e o Provedor do Munícipe
Já está disponível a acta nº 3 de 2010 da reunião da Câmara Municipal de Mafra do dia 4 de Fevereiro onde são por mim colocadas as questões sobre o protocolo assinado entre a Universidade da Extremadura e a Câmara Municipal de Mafra(foi anunciado a um Mês das Eleições Autárquicas e era dito que iríamos ter por cá ensino superior!!!) e também sobre o Provedor do Munícipe ( tanto PS como PSD tinham esta proposta durante a campanha)
As respostas dadas são bem elucidativas!
Ver aqui a acta ( ponto II Intervenções)
As respostas dadas são bem elucidativas!
Ver aqui a acta ( ponto II Intervenções)
