desenho e design

A4 – Topologia | Tipologia | Modelação poligonal

Topologia | Tipologia | Estrutura Visual | Vértice | Polígono |Poliedro | Extrusão [Extrusion] | Bisel [Bevel] | Tacelo | Corte [Quick Slice] | Save selected | Merge | Simetria [Symmetry] | Attach | Remove | Target Weld |

Em continuação com os tutoriais anteriores, apresentam-se alguns procedimentos principais em torno de duas direcções associadas: a topologia ou estrutura visual e a modelação virtual baseada num número reduzido de operadores poligonais.

Sobre a topologia geral que define as configurações base de diversos elementos, enquanto direcção fundamental prévia à modelação por computador, seguindo um sentido de abrangência geral, em torno da compreensão dos elementos chave, que definem e permitem manipular as formas visuais.

A palavra Topologia foi utilizada pela primeira vez no século XIX por Johann Listing, e alguns anos mais tarde (1883), num artigo da revista Nature para diferenciar a geometria qualitativa da geometria comum.

A topologia tem como direcção fundamental, formalizar geometricamente as relações de estruturação, construção e transformação dos elementos, para além da origem que os assiste. Trata-se de uma área, que estuda a forma enquanto epifenómeno, algo que em arte, consideradas as dinâmicas próprias entre o ver e o fazer, já se entendia sob a designação de estrutura visual. Em pleno Renascimento o conceito de estrutura visual é o entendimento de uma formulação de raiz topológica, apesar desta palavra (topologia), como compreensível, nunca ter sido usada durante esse período. Os estudos desenhados de Luca Cambiaso são demonstração evidente dessa visão.  Por outro lado, o desenho e a arte contêm sempre as definições mentais sobre um topo (1), espaço sentido, emocional, espaço visível, espaço representado e expresso, segundo a mais ampla e profunda acepção, do que se pode entender por local…

Na modelação de elementos anatómicos, torna-se necessário conhecer formalmente os referentes notáveis, ou os elementos topológicos que fundamentam a sua organização e, naturalmente a transformação geral das suas formas.

Claro que o nível de descrição formal cria uma imagem de maior ou menor complexidade topológica, em função do conhecimento morfológico e anatómico que se entende acerca de cada exemplar. No caso que se apresenta – o modelo do nariz foi construído segundo uma base topológica primária, a duas dimensões, praticamente uma acepção de amplitude semântica. Nas fases, ou transformações que se seguem, foram aplicados diversos operadores, preparando-se deste modo o processo construtivo fundamental.

A – Primitiva Polígono

B – Paralelepípedo – Extrusão

C – Alteração espacial dos vértices 5,6 e Corte da Face 1,5,8,4 originando o segmento 14QS, 58QS. QS indica Quick Slice, um operador de geometria poligonal disponível no 3D Studio Max.

D – Selecção da sub face [14QS, 58QS, 8, 4] e originando a extrusão do sub volume [14QS, 58QS, 8, 4, 14E, 58E, 4E, 8E]. O que vale é estas operações serem bem mais fáceis de realizar do que descrever., sem dúvida uma das vantagens do desenho, quanto ao sentido da sua economia.

E . Enquanto ordem topológica resultante, os elementos de primeiro nível – Vértices e Arestas (designados por segment no caso do 3D Studio Max), são editáveis e assim novas configurações podem ser construídas, criando-se um conjunto de diversos tipos relativos à forma base.

Quanto mais fundamental é o modelo criado, tanto mais simples se torna aplicar todas as operações de transformação  necessárias à criação de famílias formais tipológicas.

Construção topológica da forma de um nariz e a aplicação da simetria.

As alterações do par aplicam-se à totalidade da forma e a simetria da forma final é uma das propriedades garantidas automaticamente por pelo operador Simetria. Os vértices editáveis estão apresentados a laranja. As respectivas alterações dos locais desses pontos, permitem criar uma panóplia de variantes relativas à forma original (topologia mãe), como se apresenta no quadro seguinte:

Passos da construção topológica detalhada de 1 a 9, seguida da subdivisão da superfície em 10. Nas linhas seguintes criação de tipos a partir da topologia mãe, com apresentação de diferentes graus de visualização e rendering.

Tutorias sobre a modelação de elementos antropomórficos 

O objectivo central deste tutorial consiste em introduzir uma estratégia de construção de formas ou modelos complexos, com alguma consistência e controlo.

A palavra ” tasselo” surge aqui como referência à escultura. Há milhares de anos, já se organizavam os moldes em peças separadas, para depois unirem-se na forma final.  Apesar de não se usarem moldes, a presente abordagem em dividir um objecto nas respectivas componentes morfológicas, acaba por ser uma prática ainda em uso, quer do ponto de vista construtivo, quer projectual, como seguidamente se resume em Gui Bonsiepe.

Sob a designação de morfograma aplicado, em uso na área do design, particularmente no domínio do design industrial, este procedimento destinado ao controlo criativo da forma, é referido em detalhe por Gui Bonsiepe na publicação “Teoria y práctica del diseño industrial – Elementos para una manualística crítica”. Esta abordagem simples e eficaz orienta-se para um reconhecimento fundamental da forma específica de cada objecto, em torno das suas especificidades morfológicas e, consequentemente, das suas categorias taxonómicas.

Aplicando esses princípios será mais fácil controlar a criação de um conjunto de personagens. Na prática, trata-se de conceber, separadamente em 3D, cada um dos elementos constituintes do objecto ou personagem final. Ou seja, criar uma colecção de tipos base (mãe), a aplicar e a transformar.

Neste tutorial criam-se vários elementos topológicos, que arquivam-se e depois aplicam-se sobre um alvo “cara”, em inspiração do método dos morfogramas taxonómicos apresentado por Bonsiepe para a área do projecto industrial.

Ao descrever a criação de um conjunto a partir da realização formal das suas partes, cria-se um resultado formal, seguindo uma estratégia muito semelhante à referida em Gui Bonsiepe. [168, 5.5.6 Morfogramas, in Teoria y prática del diseño industrial]

O elemento criado é aplicado e transformado em diferentes bases faciais. É evidente a consistência da sua integração, mesmo quando as respectivas superfícies são submetidos ao processo de subdivisão  –  Subdivision Surface.

Rendering geral após aplicação de um material apresenta um resultado final consistente do ponto de vista topológico da continuidade das superfícies definidas .

Esta filosofia é aplicável em quaisquer aplicações de modelação 3D – 3D Studio Max, Cinema 4D, Blender, Softimage, etc.

Veja-se seguidamente como se processa a modelação deste conceito, das partes para o todo, através da aplicação 3D Studio Max.

Tasselo Nariz

Criar uma porção de plano [Plane]. Converter em Editable Poly. Seleccionar o polígono e aplicar um chanfro [Bevel], mais não é do que um caso particular de extrusão.

Aplique dois cortes QuickSlice na face seleccionada. Obterá assim uma porção poligonal aproximada à acima seleccionada.

Seleccionando esse último elemento aplique uma extrusão. Pode verificar o resultado geral e avaliar esse resultado após a subdivisão da superfície.

Poderá ainda editar os vértices de modo a configurar outras configurações relativas.

Porque realizou uma operação que transformou uma porção de plano num volume poliédrico, quando aplica a simetria com o NURMS Subdivision activo, a continuidade topológica separa os pares simétricos. Para resolver essa separação, basta seleccionar e eliminar os polígonos no plano de simetria.

Desloque os vértices até eliminar as rupturas da simetria. A falta de arestas/segmento pode originar uma descontinuidade da superfície.

Com QuickSlice aplique um corte sobre a porção poligonal “cana do nariz” criando a aresta em falta.

O resultado começa a tornar-se conforme. Aplicando QuickSlice sobre a base da narina, seleccionando o polígono central e aplique um chanfro [Bevel]

Agora trata-se de criar uma extensão poligonal a partir das arestas que servirão de base de contacto ao plano da face. Elimine as porções poligonais que pertençam a esse plano (indicado a vermelho), e seleccionando as arestas crie uma extrusão a partir destas [Segments], origina assim uma base de apoio que servirá de superfície de “colagem” sobre o plano da face, não esqueça de soldar os vértices contínuos [Target Wel] O resultado será sensivelmente o que se apresenta.

Com o objecto seleccionado guarde em File > Save Selected

A título de demonstração criei uma base facial a partir da primitiva BOX com valores 3x3x3. Depois de convertida em Editable Poly pode ser editada ao nível primário – Ponto [Vertex], Aresta [Segment], Face [Polygon].  A partir de File > Merge coloco no espaço de desenho o “nariz” realizado anteriormente.

Acerto a posição do “nariz” relativamente à caixa facial já existente. Não esquecer de eliminar na caixa a porção poligonal que será ocupada pelo “nariz”. Aplicar Attach entre o “Nariz” e a Caixa Facial e seguidamente Target Weld dos pontos em questão

Após a “soldadura” pode posicionar os pontos de modo a acertar a base do nariz sobre o plano da caixa.

Sobre um duplicado alterei a localização da geometria base apenas para demonstrar a consistência topológica deste método relativamente à aplicação de transformações naturais no processo de modelação.

Apesar de ter construído uma boca sobre a caixa facial, se pretender seguir a filosofia, que foi apresentada no início do tutorial, devo realizar esse elemento à parte para constituir uma biblioteca a aplicar posteriormente.

Até à próxima boca…

Tasselo boca

Boca sobre suporte

Criar uma porção de plano 6×6 [Plane]. Converter em Editable Poly, editar e deslocar cada vértice segundo a estrutura visual correspondente à topologia de uma boca | lábios.

Prolongar as direcções extra-labiais de modo a criar uma base de suporte de extensão labial, assim, definindo para posterior inclusão, um modelo de apoio à estrutura desenhada, à semelhança do papel desempenhado no modelo real, pelo músculo orbicular da boca.

 

Para acerto planimétrico, prolongue mais uma fiada de polígonos de modo a realizar uma transição suave da fronteira do modelo sobre um único plano.

Quando todos os vértices que limitam a fronteira do modelo confinaram num único plano, o acerto do módulo “Boca” poderá ser realizado com alguma facilidade.

Nas comissuras labiais, onde se exerce uma das acções do músculo Bucinador (mastigar, assoprar), deverá irradiar os segmentos da situação de paralelismo para a de divergência, representando assim a morfologia da inserção do Bucinador.

Aplicando Subdivision Surface pode antever um resultado formal muito próximo ao resultado final.

A incrustação do tasselo “Boca” sobre um plano revela-se com maior dificuldade. Após a aplicação do operador Attach não deve reduzir os pontos que limitam o bloco “Boca”, antes deverá proceder de forma inversa, aumentando o número de pontos existentes nas arestas da caixa “Face”, às quais irá soldar este bloco.

Com alguma precisão aumentei o número de pontos em cada um dos segmentos da “janela” onde está colado o elemento. Deve-se adicionar o mesmo número de pontos que o bloco apresenta.

Soldando vértice a vértice finaliza-se a completa incrustação do modelo desenhado – Target Weld.

Este é o resultado final e apresenta uma superfície geral de razoável continuidade.

A incrustação deve apresentar consistência suficiente, de modo a suportar deformações gerais do conjunto, sem resultados discrepantes do ponto de vista da sua geometria base.

Teste final do comportamento topológico da modelação. Após transformações inerentes à dinâmica cinética o elemento incrustada | boca | mantém consistência formal.

Tasselo Olho

a

1

2

3

4

5

6

7

Tasselo Orelha

Modelo aplicado

1

2

3

4

5

(1) topo (grego tópos, ou, lugar) Elemento grego de composição de palavras que exprime a noção de lugar (ex.: topofobia, topologia, toponimia).

topo |ó| (derivação regressiva de topars. m. 1. Acto de topar. 2. Embate; encontro.

topar – Conjugar  v. tr. 1. Encontrar; achar. 2. Jogar contra (todo o dinheiro que forma a banca do jogo). 3. [Popular]  Entender. v. intr. 4. Dar com o pé; ir de encontro, bater. 5. Encontrar-se.

3D – Modelação

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