COMO TRASLADAR LOS MODELOS REALES A VIRTUALES

E.J.M. RAMIREZ MARQUEZ ALUNMO DEL 9º CICLO DE ARQUITECTURA

Universidad Privada Antenor Orrego
Facultad de Arquitectura Urbanismo y Artes
martinramirez3d@gmail.com

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Presentación y Justificación del Tema.

¿Como trasladar los modelos reales a virtuales?

aprovechar que las últimas generaciones están relacionadas con la informática en sus actividades diarias (mail, buscar información en la WWW, buscadores temáticos, compartir información mediante programas de intercambio, pagos de servicios, entre otras). Por que no aprovechar este medio como una herramienta de diseño al de taller tradicional preparando al alumno en tareas como un manejo fluido de un modeladores 3d enmarcados dentro de un procedimiento dual entre el trabajo de maquetaría y la representación tridimensional.

Esta inquietud viene desde hace mucho tiempo atrás. Se diferencia claramente uso de paquetes aplicados a la arquitectura que se describen dentro de un orden cartesiano y que su propósito no son las formas libres (figura02) cuyo orden se describen al modelado de formas parametrico. (Figura 01)

Figura01 .modellizacion de formas parametricas descrita dentro de un orden cartesiano

Figura02 .modellizacion de formas libres composición en trama tetraédrica

Un impedimento que dificulta el aprendizaje de estas tecnologías es que el mercado nos impone paquetes que corresponden a las necesidades corporativas ,más no al de un alumno que quiere interactuar de manera tan libre como boceta con un lápiz y un papel.Otro inconveniente de esta técnica es que los procesos de optimización matemática pueden llegar a ser muy lentos si no están bien diseñados e implementados; lo que los invalida para su uso en cualquier sesión interactiva; en particular en un sistema de diseño asistido, en el que las pausas largas bloquean el proceso creativo del diseñador. En otras palabras, el usuario no siempre obtiene el modelo 3D que él ha imaginado mientras bocetaba, y cuando lo obtiene no siempre es con la rapidez imprescindible para no perder la concentración requerida en un proceso de diseño.

El desarrollo del proceso dual: se describe dentro de tres tramas donde los poliedros toman una posición especial, la primera posición corresponde a la organización natural de los objetos trama trama cúbica, trama rectángula, trama tetraédrica (figura: 03,04, 05) logrando una primera aproximación a la arquitectura mediante la organización de la materia.

Figura 03.-Trama cúbica

Modulo

Figura 04 .-Trama rectangular

Modulo

Figura 05.-Trama tetraédrica

Modulo

Por que no utilizar un paquete CAD:

Existen dos métodos comunes para guardar modelos 3D en los ordenadores. El primer método es utilizar mallas (llamadas a veces facetas), que se utilizan normalmente para el renderizado, la animación y el diseño conceptual. Mientras los modeladores de mallas poseen a menudo lo que parecen ser técnicas precisas para crear modelos como por ejemplo esferas, cajas, splines e incluso NURBS, detrás de las imágenes lo acaban convirtiendo todo en una malla. Las mallas son intrínsecamente inexactas, porque una malla es simplemente un conjunto de triángulos planos. Incluso si la superficie es curva, un modelador de mallas la sigue representando con triángulos planos. Esto funciona para la mayoría de renderizados, animaciones y juegos, pero no para la fabricación. Rhino no utiliza mallas para modelar. Sólo convierte a mallas cuando es necesario para determinadas exportaciones de archivos y renderizados.El segundo método son las NURBS. La mayoría de modeladores CAD, CAM, CAE y CAID, incluyendo a Rhino, representan formas libres con NURBS. Los productos que utilizan NURBS pueden representar potencialmente formas libres con la precisión adecuada para las aplicaciones más exigentes siempre que sean diligentes en su implementación de NURBS. Si el enfoque principal de una aplicación es el diseño de maquinaria y no las formas libres, es posible que su implementación NURBS no sea tan favorable para el modelado de formas libres más exigente. Esto es característico de los modeladores de sólidos paramétricos de medio alcance basados en las características que actualmente son tan populares.

¿En que nivel de PRE grado insertar el taller virtual? solo vamos a dar una idea de cómo se puede insertar el modldelado de formas libres dentro de la curricula de PRE grado de Arquitectura:

• En los cursos de mayor especulación formal
• En la línea de dibujo donde se necesita una herramienta 2d (bidimensional de gran presicion)GEOMETRÍA DESCRIPTIVA
• En el curso de estructuras donde se requiera realizar calculos graficos.
• Levantamientos de fachada para realizar un estudio tipologico de las mismas en la línea de conservación del patrimonio.
• Durante los intermedios de ciclos académicos con cursos extracurriculares.
• Difusión a través de conferencias de esta nueva área de trabajo.

En líneas generales desde los primeros ciclos para que el nuevo estudiante se acondicione al manejo de la PC ,en niveles intermedios para que el estudiante se tenga una herramienta que potencie habilidades en las diferentes líneas de la arquitectura, al terminar las mismas líneas en los cursos de seminario para dar una nueva opción al estudiante como campo de especialización, egresados que por motivos diversos no evalúan la posibilidad de digitalizar sus trabajo, al arquitecto tradicional que necesita un nuevo formato de intercambio, tal ves podemos sintetizar todo lo expuesto en las siguientes líneas:

Los profesionales han tenido que adoptar una actitud a marchas forzadas, sin una preparación adecuada, como el que cambia de país en la madurez y tiene que aprender una segunda lengua, que será siempre secundaria respecto a la materna. La inquietud nace en el curso de seminario de estructuras y construcciones como un reto de llevar nuestros trabajos a la representación tridimensional sin perder presicion como ayuda la visualización, para luego llevar los modelos a la reducción del nivel de abstracción siempre orientado a la búsqueda de la forma centrándonos en el tema bajo la siguiente premisa

GENERACIÓN DE FORMAS LIBRES POR ORDENADOR EN TRAMAS MODULARES A PARTIR DE SPLINES

Las formas libres enmarcadas bajo tramas modulares que son capases de contener poliedros y a su vez la intersección de ellos generar nuevas formas y puntos que conformarán unas líneas que no serán una entidad bidimensional sino no un eje de extrusión para formas libres basadas en SPLINES.

Objetivos Generales y Específicos

Objetivo General

Insertarse la modelizacion paulatinamente dentro del plan de estudios por ser una herramienta de apoyo al diseño y de dibujo

Objetivos Específicos

• Reducir sustancialmente el tiempo de modelado 3d,al pasar de un modelo abstracto real al modelo virtual a través de diversas técnicas.

• Comprender que el modelizacion cono un campo de estudio amplio que toca en los siguientes campos, de donde podemos extraer herramientas de modelizacion con la idea que se debe tener un procedimiento simplificado con respecto a los paquetes especializados.

• Difundir mediante ferias virtuales y reales los logros con el fin de tener una opinión más global de las actividades del taller virtual, que cualquier estudiante de arquitectura se registre y pueda visitar las galerías bajar y subir información en tiempo real, programar charlas vía WWW.

• Creación de modelos 3d orientados a la fabricación de prototipos.

• Gestionar un medio de intercambio nuevo de documentación grafica digital, con el fin de poder ejecutar proyectos a distancia, orientado a una arquitectura virtual.

• Estandarizar formas predefinidas para involucrar nuevos usuarios casuales que no necesitan realizar una tarea especifica, de control de información.

• Contar con un material de consulta interactivo que permita al alumno despejar interrogantes de construcción de modelos

• Con los modelos obtenidos a la fecha se formara una biblioteca de formas parametricas partidas del orden poliédrico.

• Lograr que el estudiante de arquitectura utilice el entorno tridimensional superando el manejo de entidades tridimensionales sobre superficies planas de visualizaciónParticipar en talleres virtuales con la finalidad de intercambiar: información, experiencias de modelizacion, publicar nuestros logros con el fin de tener una crítica global con nuestros similares en un ámbito global.

• Programar cursos extracurriculares

Desarrollo del Tema

Definición de modelado 3d (tradicional)

Un gráfico 3D difiere de uno 2D principalmente por la forma en que ha sido generado. Este tipo de gráficos se origina mediante un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas tridimensionales producidas en un ordenador, y cuyo propósito es conseguir una proyección visual en dos dimensiones para ser mostrada en una pantalla o impresa en papel.

Definion de modelado 3d

Ayudar a crear formas libres basadas en entidades bidimensionales desprendidas del orden poliédrico (por ejemplo cada poliedro tiene puntos notables como aristas que al relacionarse describen una geometría diferente a la establecida), de esta manera podríamos afirmar que nos ayudaremos de formas predeterminadas llamadas poliedros con diferentes posibilidades: solido, virtual, transparentes, después buscaremos un primea especulación con respecto a la posición denominas tramas que será una retícula.

A diferencia de las formas predeterminadas de los programas se modelarían poliedros que van a ser utilizados como primitivos para la construcción de las composiciones con variantes que se describen en opaco transparentes y alambrito, que serán el punto de partida de la composición volumétrica como una primera aproximación a la arquitectura (figura 05)

Figura 06.-comparación de formas predeterminadas y el orden poliédrico

El programa que servirá como plataforma de trabajo tiene por defecto opciones de visualización que nos ayudaran a la visualización en el proceso de construcción tridimensional, por no necesitar mucha ram en visualización alambica incrementándose en transparente, opaca.

Propuesta volumétrica basada en poliedros en trama tetraédrica

Figura 07.-composición poliédrica dentro del a trama tetraédrica

Figura 08

.- Nueva propuesta al sistema de coordenadas estándar de paquetes 3d

Nuestra primera inquietud es la representación tridimensional, trasladar los modelos reales a virtuales con gran precisión que los programas CAD más populares no pueden alcanzar, por utilizar mallas denominadas facetas, siendo las mas recomendadas las de implementación de nurbs romper con la modelizacion de formas predefinidas ( parametricas ) que nos llevan inevitablemente a una ruptura en el proceso creativo donde el diseñador encontrara pausas largas que no permiten modelar tal y como fue concebido en el boceto y cuando se obtiene no siempre es con la misma rapidez imprescindible para no perder la concentración requerida en el diseño.

Todas las personas ligadas a la arquitectura necesitamos mostrar un proyecto a distancia y debemos adquirir conocimientos adicionales con respecto a la conprencion de este nuevo lenguaje grafico y así utilizar la PC como una herramienta para la concepción del diseño. No se puede abordar la modelizacion como una extensión de un programa para solucionar lo que no se puede elaborar con sus primitivas, se necesita una nueva organización como tramas modulares para organizar la forma que no tenga limitaciones de origen y una plataforma de modelizacion orgánico, la libertad de interactuar con el entorno serán las tramas que se usaran de manera muy flexible cuando se realice comompocisiones de alta especulación formal.

Las ultimas tendencias en la arquitectura y la modelizacion de formas libres siempre de algún modo an venido de manera paralela con el lenguaje denominado gdl,el inconveniente es que estas formas de diseño a través de un entorno que no sea grafico o limitado en su interacción no se relacionaría directamente con el proceso de diseño del arquitecto por ello que los desarrolladores de programas crearon las extensiones, para satisfacer de algún modo esta necesidad sin provocar la migración de un usuario o de una corporación hacia otro programa con mejores prestaciones graficas.

Con todo lo antes expuesto debemos tomar un camino a marchas forzadas la de ilustrarnos sobre esta nueva herramienta y una de las forma podría ser la de un usuario casual que interactúa con el entorno y que puede actuar de manera intuitiva por que las herramientas están configuradas de esta forma, el modelizacion de formas predetirmadas por el orden poliédrico en tramas asociara el proceso de dual entre la representación real y virtual.

Un usuario experto debería saber la extensión del modelado en sus diversos campos no solo en el arquitectónico para que pueda evaluar otras herramientas para un mismo trabajo específico, modificar el entorno según sus necesidades seria ideal por que todos los programas vienen diseñados para solucionar problemas corporativos mas no la de un usuario en particular, la capacidad de exportar en diversas plataformas de trabajo y programas multilenguaje facilitara el trabajo cuando se tenga que intercambiar información digital, orientando al arquitecto en una nueva labor la de la arquitectura virtuales la era de la información.

Frente a este cambio rotundo de los modelados 3d hemos propuesto una ruptura en la enseñanza en la línea de de ORIENTACIÓN ESTRUCTURAL, SEMINARIO DE ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCIONES implementando el taller virtual de modelizacion de formas complejas en dos niveles con características y exigencias diferentes.

En el orden de las limitaciones solo se encuentra la barrera mental tanto del alumno por no percibir la información directamente de las WWW provenientes de los fabricante/desarrolladores de programas que nos pueden dar una idea de la evolución de la modelizacion de formas complejas, del docente por no promover el uso de las herramientas 2d/3d en sus talleres afines en las diferentes líneas de manera que se podría estandarizar metodologías para solucionar casos específicos.

El no cortar con una súper PC ya no es problema las ultimas tendencias de cómo administrar la ram nos puede ayudar al momento de utilizar un programa, también existen programas diseñados par corre en computadoras domesticas que tienes el mismo nivel de precisión y compatibilidad que son conocidos dentro de la clasificación nultilenguaje y multiplataforma.

El rol de los programas comerciales dentro de este estudio puede servir para la elaboración de documentación 2d,al momento de diagramación.

Conclusiones y Propuestas de Solución

En el año en curso se formo el taller virtual experimental de formas libres en dos niveles a los estudiantes del curso de ORIENTACIÓN ESTRUCTURAL, SEMINARIO DE ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCIONES bajo la accesoria Ing. ROBERTO MACHICAO RELIS Arq. ROBERTO SALLDAÑA MIILLA, Arq. MARCO REBAZA RODRIGUEZdonde se puso a prueba un curso de modelizacion de formas libres a cargo del suscrito alumno del 9ciclo EMERSON JESUS MARTINRAMIREZ MARQUEZ con la finalidad de impartir exposiciones que se orienten a esta disciplina el desarrollo de módulos de trabajo mediante ejercicios practico par la obtención de modelos tridimensionales.

Ing. ROBERTO MACHICAO RELIS

Ing. ROBERTO MACHICAO RELIS

E.J.MARTIN RAMIREZ MARQUEZ responsable del Laboratorio Experimental de Formas Complejas

Ing. ROBERTO MACHICAO RELIS Arq. ROBERTO SALLDAÑA MIILLA

2.-Creación de diversos elementos de biblioteca

Modulo poliédrico básico

Método del despiezado

Método del despiezado

Reducción del nivel de Abstracción

composiciones abstractas

Elementos de biblioteca

Elementos de biblioteca

Modelos de geodésicas

Elementos de biblioteca

La rosa esférica

Luego de la experiencia mostrada, la cual ha sido altamente formativa y especulativa, se recomienda insertar la modelizacion en las diferentes áreas de la enseñanza de la arquitectura, como un instrumento sumamente ligado al diseño y la expresión grafica.