Manual de CAD 2

8/3/2019 Manual de CAD 2

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AutoCAD Architecture 2008

AutodesK Viz 2008Transformando Modelos do ACA em

Modelos do Autodesk VizArquiteto Antnio Fontenele

S2-4

Sumrio do Curso:

Neste curso voc aprender como aplicar materiais em um modelo 3D feito no AutoCAD Architecture 2008,como exportar este modelo para o Autodesk Viz 2008, como criar um sistema de iluminao solar, como criaruma cmera, como conduzir um clculo de iluminao utilizando os recursos de radiosidade do Viz, comorenderizar uma cena e como salvar a imagem final em um arquivo JPG. Voc tambm aprender como criarum estudo de iluminao solar.

Instrutor:Antnio "Toni" Fontenele, 36 anos, um arquiteto formado na Universidade Federal do Cear que mora emSanta Catarina desde 1997. No Cear, foi consultor de computao grfica em diversos escritrios dearquitetura e engenharia. Tambm coordenou uma equipe de CADistas nos projetos do Metr e Aeroporto de

Fortaleza. Em Santa Catarina, ensinou computao grfica, desenvolveu mais de 360 projetos residenciaiscom sua equipe no ACA R3 e atualmente arquiteto autnomo em obras de mdio porte e condomniosresidenciais fechados. professor do AUGI desde 2001 e da empresa CADKlein desde 2004. Tambm beta-tester de softwares Autodesk

Autodesk User Group International - Brasil

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Transformando Modelos do ACA em Modelos do Autodesk Viz

Neste curso voc aprender como colocar materiais em um modelo 3D feito no AutodeskArchitectural Desktop, como exportar este modelo para o Autodesk Viz, como criar um sistema deiluminao solar, como criar uma cmera, como conduzir um clculo de iluminao utilizando osrecursos de radiosidade do Viz, como renderizar uma cena e como salvar a imagem final em umarquivo JPG.

1 Parte: Aplicando materiais aos objetos AEC

Figura 1: Exemplo de Casa

O exemplo da Figura 1 possui os seguintes objetos AEC:

42 Door/Window Assemblies 27 Spaces 99 Walls 11 Doors 31 Windows 05 Roof Slabs


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Cada objeto AEC foi atribudo a um estilo e cada estilo pode ter suas prprias definies de materiaisatribudas exclusivamente aos componentes de cada estilo de objeto AEC, desta forma podemoscompilar a seguinte tabela, a partir do Style Manager referente ao nosso exemplo:

Door/Window Assembly

EstiloMaterial para Componente

Default Infill Default Frame Default Mullion Infill Veneziana Frame Veneziana Mullion

JMAD - CORRER - 4F - Madeira 001 Madeira 001 - - -

JMAD - MAXIMAR - 2F - Madeira 001 Madeira 001 - - -

JMAD - MAXIMAR - 3F - Madeira 001 Madeira 001 - - -

JMAD VENEZIANA 02 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001

PMAD 45 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 - - -

Standard Vidro 001 Madeira 001 Madeira 001 - - -

Obs.: Os materiais Madeira 001 e Vidro 001 foram criados por mim, previamente.

Space


Floor Ceiling

P1-Grama Sitework.Planting.Grass.Short

-

P1-Laje Finishes.Flooring.Stone.Flagstone.Light Pink

-

P2-Laje Finishes.Paints andCoatings.Paint

-

Standard Finishes.Flooring.Stone

.Flagstone.Light PinkObs.: Os materiais acima so fornecidos pelo ACA 2008.

Wall


Unnamed Shrinkwrap

P1-Muro Masonry.UnitMasonry.CMU.Split-

Face.Running

-

P1-Parede Masonry.UnitMasonry.Brick.Modular

-

P1-Viga Concrete.Cast-in-Place.Flat.Grey

-

P2-Parede Masonry.UnitMasonry.Brick.Modular -

P2-Viga Concrete.Cast-in-Place.Flat.Grey

-

Standard Finishes.Paints andCoatings.Paint

-

Obs.: Os materiais acima so fornecidos pelo ACA 2008.

Door


Frame Stop Panel Glass Mutins

PMAD ABRIR 1F Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001PMAD 44 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001

PMAD 45 Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001

Standard Madeira 001 Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001



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Windows


Frame Sash Glass Muntins

CORRER Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001MAXIM-AR Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001

PMAD 45 Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001

Standard Madeira 001 Madeira 001 Vidro 001 Madeira 001


Windows


Slab

P1-Telhado Thermal & Moisture.Roofing andSiding Panels.Tile.Spanish.Red

Obs.: Os materiais acima so fornecidos pelo ACA 2008.

Vamos importar os materiais que acompanham o ACA 2008 para aplicarmos aos nossos estilos deobjetos AEC. J estudamos isso durante o nosso curso, mas vamos recapitular aqui o processo.

Como vimos anteriormente, os objetos AEC so compostos de um nmero de componentes cujaspropriedades de exibio podem ser determinadas por materiais designados para cada componente.Quando voc designa um material a um estilo de objeto AEC, voc estar determinando um materialpara cada componente que o compe. Os materiais definidos para os objetos AEC sero teis nacriao de maquetes digitais dos nossos projetos, pois o Autodesk Viz e o Autodesk Viz utilizam estasdefinies de materiais, automaticamente. O ACA fornece diversos materiais pr-configurados,prontos para uso. Para importar os materiais necessrios para os nossos estilos:

1. Clique no menu Format.

2. Clique no comando Materials Definitions...

3. Na janela do Style Manager referente s definies de materiais, clique no menu File.

4. Clique no comando Open drawing...

5. Na caixa de dilogo Open Drawing, clique na pasta Content que est no lado esquerdo.

6. Na rvore de pastas, clique na pasta Styles.

7. Clique na pasta Metric.

8. Selecione e abra o arquivo Material Definitions (Metric).dwg.


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Figura 2: Importando Definies de Materiais

9. Expanda a rvore Material Definitions (Metric).dwg.

10.Expanda a rvore Multi-Purpose Objects do arquivo Material Definitions (Metric).dwg.

11.Expanda a rvore Material Definitions do arquivo Material Definitions (Metric).dwg.

12.Selecione o material Sitework.Planting.Grass.Short com o boto direito do mouse e cliqueem Copy.

13.Expanda a rvore do nosso arquivo de desenho.

14.Expanda a rvore Multi-Purpose Objects do nosso arquivo de desenho.

15.Expanda a rvore Material Definitions do nosso arquivo de desenho.

16.Selecione a rvore Material Definitions com o boto direito do mouse e clique em Paste.

17.Volte para a rvore Material Definitions do arquivo Material Definitions (Metric).dwg.

18.Faa o mesmo com os seguintes materiais:


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Finishes.Flooring.Stone.Flagstone.Light Pink

Finishes.Paints and Coatings.Paint

Masonry.Unit Masonry.CMU.Split-Face.Running

Masonry.Unit Masonry.Brick.Modular

Concrete.Cast-in-Place.Flat.Grey

Thermal & Moisture.Roofing and Siding Panels.Tile.Spanish.Red

19.Clique OK para fechar o Style Manager referente s Materials Definitions.

20.Clique no menu Format.

21.Clique no comando Style Manager.

22.Expanda a pastaArchitectural Objects.

23.Expanda a pasta de cada objeto AEC listado na tabela acima.

24.Clique duas vezes em cada estilo de objeto AEC.

25.Clique na Guia Materials.

26.Na linha de cada componente e na coluna Material Definition, selecione na lista o materiallistado na nossa tabela.

27.Clique no boto OK para concluir a edio dos nossos estilos.

28.Clique no boto OK para fechar o Style Manager.

Nossa casa dever ficar igual seguinte figura:


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Figura 3: Materiais aplicados ao arquivo atp150.dwg

Quando criamos os estilos de objetos AEC, j devemos selecionar o material que ser aplicado paracada componente.


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2 Parte: Exportando o modelo para o Autodesk Viz

Para exportar nosso modelo para o Autodesk Viz:1.No ACA, clique no menu File.

2.Salve o nosso arquivo.

3.Abra o Autodesk Viz.

4.Clique no menu File.

5.Clique no comando File Link Manager.

Vamos estudar um pouco a janela File Link Manager do Autodesk Viz para conhecer seus principaiscomponentes:

Figura 4: Janela File Link Manager Guia Attach

Na guiaAttach:

1.Clique no boto File para selecionar e abrir o arquivo do ACA ou selecione um arquivo recentena lista pull-down.

2.Voc pode selecionar configuraes pr-definidas para esta caixa de dilogo na lista pull-downPreset. Estas pr-definies esto salvas na guia Preset.

3.Clique na caixa de seleo Rescale para mudar a escala da geometria de um arquivo vinculado


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Figura 6: Janela File Link Manager Guia Preset

Na guia Presets:1.A lista Named Presets exibe todas as pr-definies (presets) existentes.

2.Clique no boto Modify para abrir a caixa de dilogo File Link Settings, permitindo que vocaltere as configuraes da pr-definio (preset) selecionada.

3.Clique no boto New para abrir a caixa de dilogo New Settings Preset, para criar uma novapr-definio com os valores padres do Autodesk Viz. O boto New s estar disponvel senenhum Preset for selecionado na lista. Se um Preset for selecionado, este boto se transformano boto Copy.

4.Clique no boto Copy para abrir a caixa de dilogo New Settings Preset, para criar uma novapr-definio com os mesmos valores da pr-definio selecionada. O boto Copy s estardisponvel se um Preset for selecionado na lista. Se um Preset for no for selecionado, esteboto se transforma no boto New.

5.Clique no boto Rename para abrir a caixa de dilogo Rename Settings Preset, permitindoque voc mude o nome da pr-definio selecionada.

6.Clique no boto Delete para excluir a pr-definio selecionada.

7.Clique no boto Close para cancelar todas as alteraes nas configuraes e para fechar a caixade dilogo.


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Figure 7: Janela File Link Settings Guia Basic

Na guia Basic da caixa de dilogo File Link Settings:

1. Weld: Define com unir vrtices prximos dos objetos convertidos a partir do ACA, de acordo com

os parmetros definidos na caixa de texto Weld Threshold. Esta unio suaviza arestas e unificaas faces dos objetos com vrtices coincidentes. Esta unio acontece somente quando os vrticesfazem parte do mesmo objeto. Desligue esta opo.

2. Weld Threshold: Define a distncia que determina se dois vrtices so coincidentes ou no. Sea distncia entre dois vrtices for menor ou igual ao valor definido nesta caixa de texto, osvrtices sero unidos. Para usar esta opo, ative a caixa de seleo Weld. Como a caixa deseleo Weld ser desativada, a caixa de texto Weld Threshold ser desativadatambm.

3.Auto-smooth: Cria grupos de suavizao de faces de acordo com o valor definido na caixa detexto Smooth Angle. Os grupos de suavizao de faces determinam que faces de um objetosejam renderizadas como superfcies suavizadas, ou exibidas com um chanfro em suas arestas,criando uma aparncia facetada. Ligue esta opo.


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4. Smooth Angle: Controla quando a suavizao de faces acontecer entre duas faces adjacentes.Se o ngulo entre as duas faces for menor ou igual ao valor de Smooth Angle, as faces serosuavizadas. Digite 15 nesta caixa de texto.

5. Unify Normals: Analisa as faces de cada objeto e espelha a orientao das mesmas quando fornecessrio, de forma que elas apontem para uma direo que seja consistente com as facesadjacentes. Se a geometria importada no estiver bem desenhada, esta orientao pode apontarpara a direo errada. Porm, o ACA ajusta a sua geometria para evitar este problema. Desligueesta opo.

6. Cap Closed Objects: Aplica um modificador chamado Extrude a todas as polylines e retngulosfechados e tampa suas extremidades. Este comando s aplicado aos objetos 2D que possuema propriedade Thickness maior do que zero. Desligue esta opo.

7. Texture Mapping: Esta configurao pode reduzir o tempo de leitura dos modelos 3D quepossuem muitos objetos com texturas mapeadas. Selecione a opoGenerate CoordinatesFor All Objects.

8. Curve Steps: Para objetos com splines, o nmero de pontos de ns determina a forma da splinee sua curvatura. O valor para o nmero de passo de curvas (curve steps) define o nmero desegmentos entre os ns de um spline. Um valor pequeno cria uma interpolao mais linear entreos ns e um valor maior cria uma curva mais precisa. Digite 10 nesta caixa de texto.

9. Surface Deviation for 3D Solids: Especifica a distncia mxima permitida para a converso de

slidos do ACA em malhas do Viz. Valores pequenos produzem superfcies mais precisas com umgrande nmero de faces. Valores grandes produzem superfcies menos precisas com um menornmero de faces. Digite 2.54 nesta caixa de texto.

10.Include group: Este grupo permite que voc selecione a incluso de partes especfica de umarquivo DWG durante o processo de importao.

External references: Importa XREFs vinculadas ao arquivo DWG. Turn on this option. Hatches: Importa hachuras do arquivo DWG. Desligue esta opo. Points: Importa pontos do arquivo DWG. Desligue esta opo. Lights: Importa luzes do arquivo DWG. Desligue esta opo. Views (cameras): Importa vistas nomeadas do arquivo DWG e as converte em cmeras

no Autodesk Viz. Desligue esta opo. UCSs (grids): Importa os UCS do arquivo DWG e os converte em malhas no Viz.

Desligue esta opo.


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Figura 8: Janela File Link Settings Guia Advanced

Na guiaAdvanced da janela File Link Settings algumas opes esto desabilitadas:

1.Clique no boto Select Layers para escolher que camadas voc quer importar do arquivo DWG

vinculado.

2.Clique na caixa de seleo Use Scene Material Definitions para que o Viz verifique a cenaexistente em busca de materiais com o mesmo nome do material que est sendo importado doarquivo DWG. Se ele encontrar materiais iguais, o Viz no importar o material e utilizar a versoda cena. Quando esta opo estiver desligada, o Viz sempre importar o material do ACA eapagar as configuraes da cena. Ligue esta opo.

3.Clique na caixa de seleo Use Scene Material Assignments on Reload para que objetos comum material j aplicado no Viz no percam esta aplicao durante a importao do arquivovinculado. Ligue esta opo.

4.Clique na caixa de seleo Selective Reload para que voc faa uma releitura parcial. Desligueesta opo. Se voc ligar esta caixa de seleo, as seguintes opes estaro disponveis:


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Selected in Scene: Rel somente objetos selecionados na cena.

Selected in List: Rel somente os objetos selecionados em uma lista, acessveis atravs do

boto Linked Objects.

Figura 9: Arquivo Importado

Neste curso, ns no exportaremos splines, ento, ns no iremos detalhar a guia SplineRendering da janela File Link Settings.


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3 Parte: Criando um Sistema de Luz Solar

O Sistema de Luz Solar um conjunto de objetos que adotam corretamente o movimento e ongulo do Sol sobre a Terra em um determinado lugar. Voc pode definir a localizao, data, hora ea orientao da obra em relao ao norte. Voc tambm pode fazer uma animao utilizando a datae a hora para fazer estudo de insolao e sombra. Quando voc cria um Sistema de Luz Solar, osparmetros iniciais so programados para o meio-dia do vero americano (dia 21 de junho). Paracriar um Sistema de Luz Solar:

Clique em uma viewport, digite a tecla T para ativar a vista Top, digite a tecla Z para ativar o

comando Zoom Extents All e, em seguida, digite a tecla F3 para ativar o modo de vistaWireframe.

Clique no menu Create.

Clique no comando Systems >Daylight System. Uma caixa de dilogo aparece perguntando sevoc quer utilizar o Controle de Exposio Logartmica (Logarithmic Exposure Control). recomendado que voc clique no boto YES para aceitar esta opo.

Clique em um ponto no meio da casa e arraste o mouse para desenhar uma rosa-dos-ventos

cujo Norte aponta para cima. O tamanho desta rosa-dos-ventos depende de quanto vocarrasta o mouse e pode ser alterado posteriormente no painel Modify.

Depois, clique em um ponto para posicionar um cone que representa o Sol.


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Figura 10: Rosa-dos-Ventos e o Sol do Sistema de Luz Solar

O Autodesk Viz dever criar uma luz chamada Daylight01 cujas propriedades sero exibidas no ladoesquerdo no painel Modify. Ns estudaremos os principais parmetros de configurao do Sistemade Luz Solar.

Na seo Sun Parameters, a caixa de seleo On liga ou desliga aluz solar. Ligue esta opo.

A caixa de seleo Targeted, quando ativa define que a luz possuemum alvo. O Sistema de Luz Solar utiliza uma luz com alvo. Ligueesta opo.

A caixa de texto Intensity determina a intensidade do brilho da luzsolar e a caixa ao lado determina a cor da luz do sol que varia deacordo com hora do dia.

Na sub-seo Shadows, a caixa de seleo On liga ou desliga agerao de sombras e a lista pull-down fornece diversos tipos declculo de sombreamento. Ligue esta opo e escolha na lista pull-downAdv. Ray Traced.

Na sub-seo Shadows, desligue a caixa de seleo Use Global

Settings para habilitar o controle individual das sombras. Desligueesta opo.

O boto Exclude permite que voc escolha quais objetos seroiluminados ou no pelo Sistema de Luz Solar.


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Na seo Daylight Parameters, voc configura o Sistema de LuzSolar:

1. Na lista pull-down Sunlight, selecione IES Sun para simular oSol.

2. Clique na caixa de seleoActive para ligar o Sistema de LuzSolar na viewport ativa.

3. Selecione o boto de rdio Date, Time and Location paradefinir a posio do Sol. Ns estudaremos o boto Setup... maisadiante.

4. Na lista pull-down Skylight, selecione IES Sky para simular a luzque vem da atmosfera.

5. Clique na caixa de seleoActive para ligar a luz da atmosfera naviewport ativa.

Na seo IES Sky Parameters:

1.A caixa de texto On liga ou desliga a luz azul do cu.

2.A caixa de texto Multiplier define um valor de multiplicao doefeito do brilho da luz do cu.

3.A caixa azul determina a cor da luz do cu.

4. Na sub-seo Coverage, definimos se o cu est limpo,parcialmente nublado ou nublado (Clear, Partly Cloudy,Cloudy).

5. Na sub-seo Render, definimos se a luz do cu tambm irgerar sombras atravs da caixa Cast Shadows e a qualidadedestas sombras na caixa de texto Rays per Sample.

Configure esta seo com os parmetros da figura ao lado.


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Na seo Daylight Parameters, se ns clicarmos no botoSetup ns deveremos definer uma nova localizao, data ehora do Sol em uma outra seo chamada Control Parameters.

Na seo Control Parameters definimos se vamos digitar osdois ngulos que definem a posio do Sol no cu, ativando acaixa Manual Override ou se, preferivelmente, vamos definiresta posio atravs da hora, data e lugar. Neste ltimo caso, nasub-seo Time informamos a hora e a data da cena que serrenderizada e na sub-seo Location podemos digitar a latitude ea longitude do lugar assim como a Zona de Tempo (Time Zone)em relao a Greenwich (a zona no Brasil a Time Zone -3) e seestamos em horrio de vero ou no (caixa Daylight Saving

Time). Para localizar a latitude e longitude de uma cidadebrasileira, visite o site:

http://www.aondefica.com/lat_3_.asp, selecione o estadobrasileiro e na tela seguinte selecione a cidade na lista, clicandono boto OK. Depois temos que converter a latitude e a longitudede graus, minutos e segundos para o sistema decimal utilizado no

Viz. Por exemplo, utilize a calculadora do Windows para fazer osseguintes clculos:

Estado: Santa Catarina - Cidade: Itaja

Latitude: 26 54' 28" S e Longitude: 48 39' 43" W

Primeiro, a Latitude:Divida 28 / 60 = 0,4667' e some o resultado com 54' = 54,4667'Divida 54,4667' / 60' = 0,9077 e some o resultado com 26 =26,9077 SNossa Latitude ser = - 26,9077 (negativo pois estamos nohemisfrio sul do planeta)

Agora, a Longitude:

Divida 43 / 60 = 0,7167' e some o resultado com 39' = 39,7167'Divida 39,7167' / 60' = 0,1194 e some o resultado com 48 =48,1194 WNossa Longitude ser = 48,1194


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s digitar estes valores nas caixas de texto Latitude e Longitude e digitar na caixa de textoTime Zone um valor igual a -3, correspondente nossa zona de tempo.

Podemos tambm clicar no boto Get Location e seleciona uma das cidades pr-definidas peloAutodesk Viz.

Na sub-seo Site, definimos a distncia do cone do Sol at nosso modelo na caixa de texto OrbitalScale. Finalmente, devemos definir um ngulo para a nossa direo do Norte (North Direction).Neste caso, voc dever obter a orientao do Norte atravs da planta de topografia ou com umabssola. No Autodesk Viz, o ngulo 0 aponta para cima e ele considera a progresso dos ngulos nosentido horrio.


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4 Parte IV: Criando Cmeras

Existem dois tipos de cmeras no Autodesk Viz: a Target Camera e a Free Camera. A TargetCamera: visualiza a rea em torno de um cone conhecido como Target Icon, ou cone do alvo,que voc posiciona na tela quando voc criar este tipo de cmera. As Target Cameras so fceis demirar uma parte da cena que ser renderizada do que o outro tipo de cmera Free Camera porquevoc simplesmente posiciona o objeto alvo no centro do Target Icon.

Figura 11: Target Camera

Para criar uma Target Camera

1. Digite T para ativar uma vista Top.

2. Clique no menu Create.

3. Selecione Cameras > Target Camera.

4. Clique um ponto na vista Top que ser a posio da cmera e arraste o mouse para posicionar oTarget Icon soltando o boto na posio desejada.

5. Digite C para visualizar a cmera.


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Figura 12: Target Camera e Target Icon Figura 13: Vista da Cmera

O nome Camera01 criado provisoriamente para esta cmerae voc poder clicar nesta caixa de texto e digitar um novo nomepara a cmera. Se voc digitar o nome da cmera comoVista-Sudeste o Target Icon se chamar automaticamenteVista-Sudeste.Target.

Na seo Parameters, voc pode digitar o tamanho daabertura da lente em milmetros na caixa de texto Lens. O

Autodesk Viz calcular automaticamente o parmetro FOVField of View Campo de Vista que o ngulo de abertura dacmera. Quanto menor for o valor de Lens, maior ser o nguloFOV, voc ver mais itens na sua cena, porm a deformao damesma ser maior.

As setas no lado esquerdo do comando FOV indicam de ongulo de abertura est sendo medidor horizontalmente, masvoc pode selecionar neste boto a medida vertical ou diagonal.

A caixa de seleo Orthographic Projection ativa ou desativao modo de perspectiva isomtrica.

Na sub-seo Stock Lenses, ns temos diversas aberturas delentes em milmetros disponveis. Para imagens internas, utilizeas lentes 20mm a 28mm. Para imagens externas, utilize aslentes 28mm a 50mm. Lentes acima de 85mm tornam a vistada cmera quase-isomtricas. Lentes menores que 20mm se


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aproximam do efeito das lentes olho-de-peixe com altadeformao da imagem.

Na lista de seleo Type podemos transformar a cmeraTarget Camera em uma cmera Free Camera e vice-versa.

Quando a caixa de seleo Show Cone ativada o cone docone de abertura da cmera ser sempre visvel. Quando a caixade seleo Show Horizon ativada uma linha verticalrepresentando o horizonte ser exibida. Voc pode utilizar estalinha de horizonte como referncia para posicionar sua cmerana cena.

Na sub-seo Clipping Planes, ns podemos criar planos decortes que seccionam a cena a uma distncia calculada a partirda cmera. O comando Near Clip permite que seccionemos osnossos objetos pela frente, vendo o seu interior e o comandoFar Clip permite que seccionemos os nossos objetos por trs.Basta apenas digitar a distncia ao lado.

O valor Target Distance mostra e controla a distncia entre aTarget Camera e o Target Icon.


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5 Parte: Preparando a cena para o rendering

Criamos uma luz baseada no Sistema de Luz Solar e criamos pelo menos uma cmera na nossacena. Mas para gerarmos a imagem final cujo processo se chama rendering ns temos que preparara nossa cena utilizando o clculo de radiosidade.

Mas o que radiosidade?

Radiosidade uma tecnologia de rendering que simula a forma com a qual a luz interage com umambiente. Os modelos 3D que voc renderiza no Autodesk Viz contm dados geomtricos definidosem relao a um sistema de coordenadas cartesiano em trs dimenses. O modelo tambm contminformaes sobre o material de cada objeto e o tipo de iluminao da cena. Uma imagem em ummonitor de um computador feita de milhares de pontos iluminados chamados Pixels (Picture

Elements). A tarefa de criar uma imagem digital de um modelo 3D determinar qual a cor de cadapixel da cena baseado nas informaes do model e no ponto de vista que estamos visualizando acena (atravs de uma cmera, por exemplo). A cor de cada ponto especfico da superfcie de ummodelo depende das propriedades fsicas do material daquela superfcie e da luz que a ilumina.

Assim, existem duas formas matemticas de clculo de iluminao:

Figura 14: Local Illumination

Local Illumination: neste clculo apenas considerado como uma superfcie reflete ou transmiteluz sem interao com outras superfcies na cena.


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Figura 15: Global Illumination

Global Illumination: neste clculo todas as superfcies so consideradas no clculo de reflexo etransmisso de luz interagindo umas com as outras na cena.

O clculo de iluminao Global Illumination simula com mais perfeio o comportamento da luz.Veja no exemplo acima como a esfera vermelha reflete luz vermelha em todo o ambiente e como asparedes brancas refletem luz branca em todo o ambiente clareando a zona de sombra no cho e naesfera a partir de uma Global Illumination.

A Radiosidade ento um clculo de iluminao global. Desta forma, o Autodesk Viz carregauma cpia de cada objeto para o programa de clculo de radiosidade. Ele subdivide cada objeto emuma malha de clculo formada por retngulos e tringulos. Ele emite aleatoriamente uma srie deraios de luz para atingir esta malha. Esta malha armazena uma parte da energia dos raiosdependendo do tipo de material e refletem de volta ao ambiente os raios ligeiramente modificadospelas propriedades do material da superfcie. Ele refina gradualmente esta distribuio dos raios atum limite definido por ns ou at pausarmos o processo de clculo. Este processo pode ser retomadoa qualquer instante e quanto mais refinado for este clculo, mais perfeita ser a iluminao global.

Como criar uma soluo de clculo de radiosidade?

1.Clique no menu Rendering.

2.Clique no comando Render ou tecle F10.

3.Clique na guiaAdvanced Lighting.


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Na seo Radiosity Processing Parameters. Osbotes Reset All e Reset excluem o clculo deradiosidade existente. O boto Start inicia o clculo e o

boto Stop para o clculo. Aps o clculo for concludo,o boto Start se transforma no boto Continue paracontinuar o clculo de radiosidade de onde ele foiinterrompido.

Na sub-seo Process, voc determina a qualidadeinicial do clculo de radiosidade na caixa de texto InitialQuality. Quando voc est estudando tua cena, estevalor pode ser 50% e quando voc vai fazer o renderingfinal este valor pode ser 85%. Um valor maior do que

85% no agrega muita diferena cena alm deconsumir muito tempo para renderizar.

Na caixa de texto Refine Iterations (All Objects) vocdefine um valor para que o Autodesk Viz faa umrefinamento do clculo de radiosidade para melhorar aqualidade da imagem. Este valor por ser 1 ou 2 eaumenta o tempo do clculo.

A caixa Process Refine Iterations Stored in Objectsativa o refinamento das iteraes j armazenadas nos

objetos otimizando o tempo de clculo quando voc clicano boto Continue.

A caixa Update Data When Required on Start resetao clculo de radiosidade e reinicia o clculo se algumobjeto foi modificado na cena.

Na seo Interactive Tools, as caixas Indirect LightFiltering e Direct Light Filtering aplicam filtros cenapara suavizar o resultado final do rendering. Porexemplo, para uma qualidade inicial de 85% voc podeaplicar valores entre 0 e 3 aos dois filtros e renderizar acena sem precisar recalcular novamente a radiosidade.Experimente estes valores para ver o resultado final.


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Estudaremos o Logarithmic Exposure Control depois.

A caixa Display Radiosity in Viewport ativa ou desativa a exibio da soluo do clculo de

radiosidade na janela de trabalho do Viz. Se a janela estiver no modo Wireframe, voc ver a malhade clculo. Se estiver no modo Smooth and Highlights, voc ver o resultado em cores.

Figura 16: Subdiviso da Malha

Na seo Radiosity Meshing Parameters, controlamos o tamanho da malha de clculo daradiosidade. Podemos ativar este recurso clicando na caixa Global Subdivision Settings Enabed.

Ative tambm Use Adaptive Subdivision para que a malha possa ter tamanhos diferentesdependendo do grau de complexidade de cada objeto. Assim, objetos como paredes ganham umamalha mais simples e objetos como um bule ou telefone ganham uma malha mais complexa. Casocontrrio, a malha ter o mesmo tamanho para todos os objetos e isso pode tornar o clculo maislento. Veja diversos tipos de diviso na Figura 16, acima. Se voc ativar Use AdaptiveSubdivision, ns controlamos o tamanho da malha com as configuraes da sub-seo MeshSettings. Os melhores valores para voc comear a implementar este clculo so:

Maximum Mesh Size = 100 cm

Minimum Mesh Size = 50 cm

Contrast Threshold = 50

Initial Meshing Size = 50 cm

Na sub-seo Light Settings, voc pode incluir luzes do tipo Point, Linear eArea no clculo da

radiosidade. Voc tambm pode incluir a luz do cu (skylight) no clculo e tambm objetos cujasfaces emitem (self-emiting faces).

Se ns rolarmos a caixa de dilogo Render para baixo, encontraremos outros parmetros paraconfigurar como Light Painting, Rendering Parameters and Statistics. Vamos ver o que elefazem.


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Na seo Light Paiting, ns podemos adicionar luz outirar luz da nossa cena com os botes que possuem aforma de um pincel com + e e tambm podemos

capturar com o conta-gotas um valor de luz na cena.Podemos definir a intensidade desta pintura de luz nacaixa Intensity e o nvel de presso exercido pelo mouseem % na caixa Pressure. Finalmente, ns podemosresetar esta pintura de luz e voltar a cena aos valoresiniciais, clicando no boto Clear. Esta ferramenta servepara retocar a luz sem tem que recalcular a radiosidade.

Na seo Rendering Parameters, ns configuramoscomo a cena ser renderizada aps o clculo de

radiosidade.Ativando o item Re-Use Direct Illumination fromRadiosity Solution, o Viz ir aproveitar a luz diretacriada pelo clculo de radiosidade. Esta luz direta aquela que projeta sombras nas superfcies e vem diretoda fonte de luz aos objetos. Porm, para utilizar estaopo, a nossa malha de clculo tem que ser definidacom pequenos valores na seo Radiosity MeshingParameters. Eu no costumo usar este item. Eu utilizoo item seguinte.

Ativando o item Render Direct Illumination, o Viz ircalcular separadamente a luz direta que vem direto dafonte de luz aos objetos e o clculo de radiosidade ircalcular a luz indireta. A combinao dos dois que irgerar uma imagem realista. Porm, em alguns pontos dacena podem aparecer manchas geradas pelo clculo deradiosidade. Enquanto voc estiver estudando a cena eexperimentando a aplicao de materiais, luzes ecmeras, estas manchas no atrapalham, porm paragerar a imagem final voc dever ativar a caixa deseleo Regather Indirect Illumination.


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Ativando a caixa de seleo Regather Indirect Illumination, durante o rendering, o Viz ir refinarao mximo cada ponto da cena apagando todas as manchas geradas pelo clculo de radiosidade.

Para um bom resultado e para um tempo de rendering final menor voc pode adotar osseguintes valores: Ray per Sample = 10 e Filter Radius (pixels) = 20.

Para um melhor resultado e para um tempo de rendering final ligeiramente maior voc podeadotar os seguintes valores: Ray per Sample = 20 e Filter Radius (pixels) = 15.

Para um excelente resultado e para um tempo de rendering final maior voc pode adotar os

seguintes valores: Ray per Sample = 40 e Filter Radius (pixels) = 10.A sub-seoAdaptive Sampling ajuda voc a acelerar o tempo de rendering. Ela reduz o nmerode amostras de luzes utilizadas. Os valores ideais variam de cena para cena, mas voc pode utilizaros valores padres para os itens Initial Sample Spacing, Subdivision Contrast e SubdivideDown to. A caixa Show Samples ir mostrar pontos vermelhos na tela nos locais que a amostraadaptativa (Adaptative Sampling) estiver atuando.

Finalmente, a seo Statistics oferece informaes em tempo real sobre o processo de clculo deradiosidade tais como: percentual de qualidade soluo do clculo, nmero de iteraes derefinamento, tempo decorrido do clculo, nmero de objetos geomtricos, tamanho da malha,

nmero de objetos de luz e principalmente o nmero de elementos de malha (mesh elements) dacena. Quanto maior for o nmero de mesh elements mais tempo ir demorar o clculo deradiosidade. Com um computador de 1 Gbyte de memria RAM e um Pentium 4 3.2 Ghz conseguifazer um clculo de quase 2.000.000 de mesh elements em 2 horas!

Na sub-seo Interactive Tools da seo Radiosity Processing Parameters, se voc clicar noboto Setup a caixa de dilogo Environment and Effects ser aberta.


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Na seo Exposure Control, ns selecionamos ocomando Logarithmic Exposure Control paracontrolar o brilho e o contraste da cena. O botoRender Preview renderiza uma pequena cena paravoc experimentar os valores na seo LogarithmicExposure Control Parameters.

Na seo Logarithmic Exposure ControlParameters, definimos os seguintes valores:

Brightness (Brilho): Para cenas externas este valorpode ser igual a 65 e para cenas internas este valorpode ser igual a 40

Contrast (Contraste): Para cenas externas este valorpode ser igual a 75 ou 80 e para cenas internas estevalor pode ser igual a 50.

Mid Tones (Meios tons): Definimos este valor igual a 1.Physical Scale (Escala Fsica): Definimos este valor igual a 1500.Color Correction (Correo de Cor): desativadoDesaturate Low Levels (Dessatura nveis baixos): Desativado.

Affect Indirect Only (Afeta s luz indireta): Desativado.Exterior Daylight: Se a cena for externa ative-o e se a cena for interna desative-o.

Se voc estiver estudando a cena, experimentando materiais ou mudando a data e hora do Sistemade Luz Solar voc dever desativar a opo Global Subdivision Settings na seo RadiosityMeshing Parameters e a opo Regather Indirect Illumination na seo RenderingParameters para que o tempo de clculo de radiosidade e o tempo de rendering no inviabilizemseu estudo. Mas quando for fazer o rendering final no esquea de ativar e configurar estas opes.

Depois de configurar todos os parmetros, clique no boto Start da seo Radiosity Processing,aguarde o fim do clculo da radiosidade. Ento feche a caixa de dilogo Render, tecle C para ativara vista da cmera e, finalmente, tecle F9 para fazer um Render Rpido (Quick Render).


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podemos escolher nosso tamanho digitando a largura em Width e a altura em Height. O AutodeskViz calcular a proporo entre largura e altura e apresentar o resultado na caixa Image Aspect. Ocadeado ao lado de Image Aspect serve para travar o nmero apresentado. Assim, se digitarmos

um valor para a largura, a altura ser automaticamente calculada utilizando a proporo que foitravada, e vice-versa.

Clique no boto Files... para abrir a tradicional caixa de dilogo de salvar arquivos do Windows, ondevoc escolhe o disco, a pasta, o nome do arquivo e o tipo de arquivo. Os tipos mais comuns dearquivos so o JPG, o BMP e o TIF para imagens estticas e o AVI e o MOV para animaes. Se vocfor enviar a imagem pela Internet, selecione JPG e se for enviar para grficas selecione BMP ou TIF.

Na sub-seoAdvanced Lighting, voc dever ligar apenas a caixa de seleo Use AdvancedLighting.

In the Render dialog box, click in the Renderer tab.

Na sub-seo Options ns temos alguns parmetros paraconfigurar:

Mapping: Desligue esta opo para ignorar todos osmapas de materiais para acelerar o rendering somentepara testes. Ligue esta opo.

Auto Reflect/Refract and Mirrors: Se desligado,ignora

os mapas de reflexo e refrao automticos para aceleraro rendering somente para testes. Ligue esta opo.Shadows: Se desligado, as sombras no serogeradas para acelerar o rendering somente paratestes. Ligue esta opo.

Force Wireframe: Renderiza todas as faces como um aramado (wireframe). Voc pode escolher aespessura do aramado em pixels. O valor padro desligado e o Wire Thickness = 1.

Enable SSE: Quando ligado utiliza o recurso do processador conhecido como Streaming SIMDExtensions (SSE) para acelerar o tempo de rendering. Ligue esta opo.

OAntialiasing renderiza a imagem suavizando as bordas das arestas para evitar um efeitoconhecido comoAlias (ou escadinha) que aparece em arestas diagonais ou curvas devido aresoluo da imagem. Veja a diferena de uma imagem com alias e outra sem. Deixe ligada estaopo. Note as arestas da pirmide:


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Figura 17: Pirmide com alias (esquerda) e sem alias (direita)

Na seoAliasing ns temos alguns parmetros para configurar: Ligue a caixa de seleoAntialiasing, ligue a caixa de seleo Filter Maps, e, na lista Filter drop-down, escolha o filtroCatmull-Rom para criar uma imagem ntida e com qualidade.

Finalmente, renderizando a cena

Na parte inferior da caixa de dilogo Render, ns temos os comandos para renderizar a cena.

Figura 18: Renderizando a cena

Na lista Preset, voc pode selecionar diversos tipos de configuraes pr-determinados pelaAutodesk para os parmetros da janela Render Scene, desde a imagem mais rpida de serrenderizada (Draft) at a imagem com mais qualidade (High Exterior e High Interior para cenasexternas e internas, respectivamente).

Na listaViewport, selecione a vista que voc quer renderizar. Clique no boto Render pararenderizar e salve a cena atravs da janela Rendered Frame Window ou atravs das

configuraes definidas na. Quanto mais memria tiver o seu computador e quanto mais rpido for oprocessador, mais rpida ser a gerao da cena (assim como o clculo de radiosidade tambm). Aconfigurao ideal um Pentium 4 3,6 Ghz com 2 Gigabytes de memria RAM.


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Figura 19: Janela Rendered Frame

Na janela Rendered Frame Window, vocvisualiza a imagem que est sendo renderizada.Existem botes de comando:

Da esquerda para a direita: Salvar imagem, geraruma nova tela para comparao de renderings,imprimir a imagem, ativar ou desativar os canaisvermelho, verde, azul e preto/branco da imagem,ativar ou destivar o modo de tons de cinza, limpara tela do ltimo rendering, selecionar o canalRGB Alpha para uso em programas de edio de

camadas e finalmente, armazena a cor de umpixel selecionado com o boto direito do mouse,na cena renderizada.

Experimente clicar e segurar o boto direito domouse sobre a cena para ver as informaessobre os pixels das mesmas. Clique o botodireito para capturar a informao de um pixel.


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7 Parte: Criando um estudo de iluminao solar

Ns podemos utilizar as ferramentas de animao do Autodesk VIZ para criar um estudo deiluminao solar, simulando o comportamento deste tipo de luz nas fachadas de uma edificao, paraavaliarmos o uso de componentes arquitetnicos, para reduzir a iluminao em regies quentes, ouainda aumentar o vo de janelas quando for necessrio aumentar a incidncia solar dentro dosambientes em regies frias.

O primeiro passo criar um sistema de iluminao solar especfico para a latitude e longitude de umlocal e posicionar corretamente o norte (North Direction), de acordo com o levantamentotopogrfico do terreno. Vamos supor que desejamos criar um estudo de iluminao solar comintervalos de 2 horas a partir das 6 horas da manh at as 18 horas do dia 25 de dezembro de 2006.Entretanto, para o nosso estudo funcionar, ns configuraremos a hora inicial para 4 horas da manh,

ou seja, 2 horas antes da hora inicial.

1. Selecione uma vista de uma cmera criada previamente e, em seguida, selecione o objeto[Daylight01]. Tecle a letra H no teclado para abrir a janela Select Objects.

Janela Select Objects


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2. Na janela Select Objects estaro listados todos os tipos de objetos, cmeras, luzes, etc... danossa cena.

3. Na seo List Types, clique no boto None.

4. Ainda na seo List Types, clique na opo Groups/Assemblies.

5. O objeto [Daylight01] aparecer na lista esquerda. Clique nele e aperte o boto Select.

6. No painel Modify, direita estaro listadas as configuraes do objeto [Daylight01]. Desa ata sub-seo Control Parameters.

7. Vamos configurar nossa data e hora inicial para 25 de dezembro de 2006 e se voc estiver na

regio Sul ou Sudeste do Brasil, no esquea de ativar a opo Daylight Saving Time.

Configuraes de Data e Hora Inicial

8. Tecle N no teclado para ativar o modoAnimate no Autodesk VIZ. A janela ser envolvida comuma borda vermelha.

9. Na parte inferior da tela do Autodesk VIZ, acima da barra de status, temos um boto deslizanteque controla o nmero de quadros de uma animao. Clique nele e arraste para a direita at eleinformar o quadro 80/100.

Boto Deslizante de Quantidades de Quadros de Animao

10. Agora, v novamente para o painel Modify e mude a hora para 20h00, ou seja, duas horasdepois da nossa hora final desejada que 18h00. Os pequenos botes para cima/para baixo dotempo sero envolvidos por molduras vermelhas indicando que ali foi criado um ponto-chave de


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animao conhecido tecnicamente como Keyframe. Assim, o Autodesk VIZ ir calcularautomaticamente todas as posies do Sol entre as 04h00 e s 20h00 do dia 25 de dezembro de2006 e distribuir estas posies em 80 quadros de animao. Como a luz do sol varia de cor e

intensidade ao longo do dia, o Autodesk VIZ ir calcular a radiosidade para cada quadro deanimao. Isto pode tornar o nosso estudo lento para ser calculado e montado. Assim, vamos apenasselecionar alguns quadros dos 80 inicialmente definidos.

Definio da Hora Final

11. Abra a caixa de dilogo Render teclando F10.

12. Na seo Time Output, digite na caixa de texto Frames 10,20,30,40,50,60,70. Assim criaremosapenas 7 quadros.

Seo Time Output

13.Na seo Render Output, clique no boto Files..., digite um nome para o arquivo de animoque salvaremos no disco como, por exemplo, estudo-solar, e selecione na lista Salvar Como otipo de arquivo .AVI e clique no boto Salvar. O programa ir pergunta que tipo de compressorde imagem voc deseja utilizar. Selecione a opo Indeo video 5.10 com qualidade = 85, ouqualquer opo da Intel Indeo pois este tipo de compresso de animao padro.


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Figura 6: Janela Render Output File Figura 7: Compressor Indeo video 5.10

14. Na seo Render Options, ative a opo Compute Radiosity when Required.

15. Clique no boto Render, aguarde a gerao de toda animao. Em um computador Pentium 43.2 Ghz Hyperthread com 1 GB RAM, em resoluo de 640 x 480, cada quadro demora em mdia29 segundos para ser gerado. Neste caso, o tempo total para gerar os 7 quadros estimado em3,5minutos.

Localize a pasta onde salvou a animao e clique duas vezes no arquivo AVI para ver o resultado. De

preferncia, escolha algum player de mdia que permita que voc rode a animao quadro-a-quadro. Se voc quiser gerar toda a animao, na seo Time Output ative a opo Range e digitecomo quadro inicial 0 e como quadro final 80 e gere nova animao clicando no boto Render.Neste caso, com a configurao de computador acima, a animao demoraria 40 minutos para ficarpronta! Se considerarmos uma proporo de reproduo de 15 quadros por segundo teremos umaanimao de apenas 6 segundos de durao! A indstria de cinema possui verdadeiras fazendasde computadores de alta performance, interligados em rede, para gerar um filme como Toy Story,

Ants, Final Fantasy, The Incredibles, Shrek, Cars, Finding Nemo, Ice Age, entre outros.

Para obter performance e acelerar o rendering, a melhor configurao de computador um Dual-Intel Xeon 5060 (dois processadores) com 4 GB RAM. Um micro deste tipo custa em mdia uns R$9.500,00 (ou US$ 4,290.00).

Se voc quiser salvar individualmente cada quadro para analisar o estudo com maior controle faa oseguinte:


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Na seo Render Output, clique no boto Files..., digite um nome para o arquivo de animao quesalvaremos no disco como, por exemplo, estudo-solar, e selecione na lista Salvar Como o tipo dearquivo .BMP e renderize a cena. O Autodesk VIZ ir acrescentar um nmero ao nome do arquivo

para separar os quadros como, por exemplo, estudo-solar0010.bmp, estudo-solar0020.bmp,estudo-solar0030.bmp e assim por diante.

Para voc experimentar... Crie uma cmera no quadro 0/100, tecle N para ativar oAnimate, leve oboto slider at a posio 80/100, posicione a cmera em uma nova posio, selecione a vista destacmera, tecle F10 para abrir a caixa de dilogo Render Scene, siga os procedimentos acima paragerar um AVI destes 80 quadros e voc ter uma animao da tua cena, a partir da vista da cmeraque se desloca entre os quadro 0 e 80.

Este tutorial foi baseado em um excelente livro chamadoMastering Autodesk VIZ 2005dos

autores George Omura e Scott Onstott, e ainda continua um livro atualizado que voc poder ler paraaprender a utilizar o Autodesk VIZ 2005, 2006 e 2007.


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Autodesk User Group International - Brasil 39

Concluso

Neste curso voc aprendeu como aplicar materiais em um modelo 3D feito no AutoCAD Architecture

2008, como exportar este modelo para o Autodesk Viz 2008, como criar um sistema de iluminaosolar, como criar uma cmera, como conduzir um clculo de iluminao utilizando os recursos deradiosidade do Viz, como renderizar uma cena e como salvar a imagem final em um arquivo JPG.

Voc tambm aprendeu como criar um estudo de iluminao solar.

Eu gostaria de agradecer o AUGIbr, seus diretores, Herbert Ortiz, Luciana Klein e Assis Haubert pelaoportunidade de participar doAUGI CAD Camp in Brazil 2007. Especialmente, eu gostaria deagradecer e parabenizar VOC, que participou deste evento! Muito Obrigado!

Eu espero oferecer mais cursos nos prximosAUGI CAD Camp in Brazil e espero contar com a tua

presena nestes cursos! Envie um e-mail para mim com sugestes sobre tpicos do AutoCADArchitecture. Meus endereo de e-mails: [email protected] [email protected].

Um abrao,

Arquiteto Antonio "Toni" Fontenele.

"Simplicidade a ltima sofisticao!" - Leonardo DaVinci (1452-1519)

O texto deste curso foi baseado no AutoCAD Architecture 2008 30-day Trial (que pode ser obtido para um teste gratuito de 30 dias no endereohttp://autodesk.com/aca2008-download) e no Autodesk Viz 2008 Beta Stilton e o contedo original e copyright so propriedades da Autodesk, Inc.

Comentrios pessoais do instrutor foram adicionados ao longo deste material de curso com objetivos educacionais. Todas as imagens deste material decurso foram capturadas a partir das janelas e caixas de dilogo do AutoCAD Architecture 2008 30-day Trial e do Autodesk Viz 2008 Beta Stilton e seucontedo e copyright so propriedades da Autodesk, Inc.

Documents

Manual de CAD 2