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Dinâmica entre atividades de ensino, pesquisa eextensão para a produção de modelos digitais de
interesse histórico e arquitetônicoAdriane Borda, Neusa Félix, Ludmila Barros, Janice de Freitas Pires, Estela Costa e Noélia de
Moraes Aguirre
Abstract — This work describes the dynamic establishedbetween research, extension, and educational activities toproduce three dimensional digital models of architecturalobjects of historic interest in a collaborative way. By makingmodeling methodologies available through extension coursesboth distance and face to face, a system of production of themodels is established. This production is accompanied by theregister and analysis of each process, through the structure ofconceptual maps. These registers have allowed theidentification of new modeling methodologies, promoting there-structuring and/or broadening of the practice of teaching ingraduation, post-graduation and extension courses. The referto making modeling methodologies based on the use of freesoftware available and to the constitution of a collection ofdigital models available on the INTERNET, which maysubside their application in the different areas of knowledgesuch as Architecture, History and Tourism.
Key Words—architectural heritage, collaborative production,
digital graphics.
I. INTRODUÇÃO
A dinâmica de produção de modelos tridimensionaisdigitais, relatada neste trabalho, foi sendo configurada noâmbito de atividades de pós-graduação, do Curso deEspecialização em Gráfica Digital/UFPel, Pelotas, RS, Brasil.A geração dos modelos referidos é uma atividade intrínseca aodesenvolvimento de conteúdos pertinentes a cada uma dasdisciplinas do Curso mencionado: Modelagem Geométrica I e
II, Modelagem Visual I e II, Fundamentos de InformáticaGráfica e Aplicações de Informática Gráfica. Tendo em contao investimento necessário para o desenvolvimento deste tipode modelos, tanto tecnológico quanto de horas de trabalho,considerou-se pertinente direcionar esta produção para queadquira significados mais amplos.Com este propósito, estabeleceu-se o projeto de pesquisaModela Pelotas, motivado pela geração de modelostridimensionais digitais referenciados ao importantepatrimônio histórico e arquitetônico da cidade de Pelotas(Figura 1).
Figura 1 – Interface proposta para o acervo digital do Projeto Modela Pelotas(2005).
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Como resultado, vem-se constituindo um acervo digital oqual, paulatinamente, é incrementado pelo produto detrabalhos de monografias e de exercícios didáticos dasdisciplinas [1]. Entretanto, este processo desenvolve-se em umritmo lento, tendo em vista os objetivos associados à produçãodos modelos, os quais muitas vezes são alcançados a partir damodelagem de elementos que fazem parte do objetoarquitetônico e não da totalidade do mesmo. A figura 2exemplifica este tipo de prática desenvolvida no âmbito doCurso de Especialização em Gráfica Digital referindo-se àrepresentação de um único elemento de um edifício referenteao patrimônio arquitetônico da cidade de Pelotas.
Figura 2 – Representação da sacada do Casarão 2 (Centro Cultural AdailBento Costa), desenvolvido em 2006, pela então estudante do Curso deEspecialização em Gráfica Digital, Janice Pires.
Por outro lado, estes modelos foram sendo produzidos como propósito de experimentação de diferentes tipologias etecnologias, empregando, consequentemente, diversasmetodologias de modelagem. O acervo contém modelospróprios para a geração de imagens estáticas, com elevadodetalhamento geométrico e de aparência, como o exemplo dafigura 2, modelos constituídos para a produção de animaçõese, ainda, modelos adequados para a visualização em sistemasde realidade virtual, em tempo real, com modelagemsimplificada, possibilitando sua publicação via INTERNET.
Neste contexto, o Projeto Modela Pelotas tem buscadoreconhecer, revisar e ampliar metodologias de modelagempertinentes a diferentes tipologias de representação, para ageração de imagens estáticas e dinâmicas, seja para animaçãoou visualização em tempo real [2], [3].
Atualmente, na segunda fase do Projeto, Projeto ModelaPelotas II, se busca que estas metodologias passem a se apoiar,fundamentalmente, em tecnologias livres ou de distribuiçãogratuita.
Nas seguintes seções deste artigo são apresentados osmateriais e métodos empregados para enfrentar os problemasdelimitados: baixo ritmo de produção dos modelos ereestruturação de metodologias de modelagem a partir do usode tecnologias livres ou de distribuição gratuita. Sãoapresentados os resultados até então obtidos, que avançam nageração da Pelotas Virtual e também contribuem à produçãode modelos tridimensionais digitais relativos a outroscontextos de interesse histórico e arquitetônico.
II. MATERIAIS E MÉTODOS
A principal estratégia de abordagem das questões referidasfoi a de ampliação do contexto de produção dos modelos paraalém das atividades de pós-graduação (Curso deEspecialização em Gráfica Digital), a partir do oferecimentode cursos de extensão que objetivam, por um lado, utilizar evalidar metodologias de modelagem e, por outro, acelerar oritmo de produção dos modelos.
O processo de modelagem proposto no âmbito destes Cursosparte daquele estabelecido em Costa, Mendez e Félix, 2007[4], oriundo de trabalho realizado no contexto do programa depós-graduação citado. Refere-se à geração de modeloscompatíveis com ambientes virtuais de livre acesso, através daINTERNET, buscando, desta maneira, que os modelos sejamcompostos com o menor número possível de polígonos.Entretanto, adicionando o propósito de atribuir ao modelo umaaparência real do objeto representado através do mapeamentode imagens. Para atingir o propósito de otimização dosmodelos, as imagens mapeadas, também devem serotimizadas, fazendo-se uso de formatos com maiorcompactação da imagem e próprios para distribuição viaINTERNET. Apóia-se em tecnologias de distribuição gratuita,tais como o Google Earth, o Google SketchUp e o 3DWarehouse, incluindo também o uso de software livre, talcomo o GIMP.
A figura 3 refere-se a um dos materiais didáticos produzidopara estes Cursos de Extensão, que ilustra a metodologia demodelagem proposta.
Este tipo de material está estruturado a partir do conceito deobjetos de aprendizagem [5] relativo às ações educativasapoiadas nas Tecnologias de Informação e Comunicação. Foiutilizado devido ao propósito de flexibilização na modalidadede desenvolvimento dos Cursos, tanto presencial como adistância.
Além disto, o processo de constituição do material referidona figura 3 explora o conceito de mapas conceituais [6], tendoem vista os experimentos que têm demonstrado a capacidadedestes mapas em explicitar conceitos e procedimentosenvolvidos em processos de modelagem[7].
Figura 3 – Mapa Conceitual que descreve um processo de modelagemgeométrica, configurando-se como um objeto de aprendizagem produzidopela estudante Ludmila Barros.
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Estes mapas organizam as trajetórias de aprendizagempropostas em cada curso e em cada atividade, conectandooutros objetos que objetivam o reconhecimento de conceitossobre Modelagem Geométrica e Visual e a apropriação dastecnologias empregadas.
Todo o processo de produção dos mapas é apoiado naferramenta CMAPTOOLS, do Instituto de Cognição Homem-Máquina (IHMC – University of West Florida), que facilitaessa atividade, permitindo que os mapas sejam construídosindividualmente, ou como parte de uma construção coletiva.Podem ser publicados, através da Internet, para simplesvisualização, ou para promover o processo colaborativo. Comuma estrutura aberta, podem ser ampliados livremente, deacordo com os processos cognitivos envolvidos, não havendoregras pré-estabelecidas.
Esta maneira de descrever atividades de modelagem éexplorada também para o registro dos processos empregadospor cada estudante no âmbito dos cursos. Através desteregistro, que deve ser realizado pelo próprio estudante,observam-se as alterações na metodologia inicialmenteproposta, possibilitando a sua revisão e validação, assim comoa identificação de novas metodologias. O propósito é de queesta dinâmica promova a reestruturação ou ampliação daspráticas de ensino de graduação, pós-graduação e de extensão.
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A dinâmica proposta foi estabelecida em dois contextosdiferenciados: dando prosseguimento à construção da PelotasVirtual/Rio Grande do Sul/Brasil e propondo a geração doPelourinho Virtual/Salvador/Bahia/Brasil, cujos modelosproduzidos já podem ser visualizados no Google Earth e nosite do 3D Warehouse.
A atividade de Extensão, que se intitula “Oficina de Geraçãoe Publicação de Modelos 3D para Web - GPM_3D”, dirigida aestudantes e profissionais de Arquitetura, foi configurada emduas versões, uma com 20 horas/aula e outra com 8 horas/aula.Até o momento, a versão expandida foi oferecida duas vezes.Uma delas foi realizada na modalidade a distância, apoiando-se no Ambiente Virtual de Aprendizagem - AVA daUniversidade Federal de Santa Catarina - UFSC, em parceriacom a Prof. Luisa Félix Dalla Vechia, da Universidade doOeste de Santa Catarina e da Prof. Alice Pereira, da Faculdadede Arquitetura da UFSC. A outra, na modalidade híbrida, commomentos presenciais e a distância, através do AVA/UFPel,tendo sido realizada em parceria com o Prof. ArivaldoAmorim, da Faculdade de Arquitetura da Universidade Federalda Bahia - UFBA, com o apoio do programa PQI/CAPES. Aversão reduzida também foi oferecida duas vezes também,porém ambas se realizaram apenas na modalidade presencial.
A Oficina, em suas duas versões, está estruturada a partir daseqüência das seguintes atividades práticas: Organização doambiente de trabalho; Seleção do Local e Objeto deReferência; Sistematização das atividades; ModelagemGeométrica; Modelagem Visual; Otimização do Modelo;Publicação do Modelo na INTERNET. Cada atividade éapresentada por um conjunto de objetos de aprendizagem, queforam estruturados com o propósito de promover um
aprendizado autônomo, flexibilizando assim a modalidadeeducativa adotada.
As figuras 4 e 5 ilustram tipos de objetos de aprendizagemproduzidos para a Oficina GPM – 3D. A figura 4, apresenta oconteúdo da atividade de Modelagem Geométrica de mododinâmico e resumido, através de páginas html.
Figura 4 – Material didático em formato de página html/ Oficina GPM_3D.
A figura 5 descreve a atividade de Modelagem Geométricade maneira mais detalhada, sendo adequado para ser utilizado,também, como material impresso.
Figura 5 – Material didático em formato de arquivo. pdf/ OficinaGPM_3D.
A figura 6 refere-se à sistematização das atividadesdesenvolvidas na oficina GPM_3D, em versão oferecida na
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UFBA, a qual objetivou gerar modelos do patrimônioarquitetônico do Pelourinho, Salvador, BA, Brasil. Os mapasapresentados a seguir (figuras 7 a 9) referem-se àsistematização de atividades específicas, relativas a cada umadas etapas desta oficina
Figura 6 – Mapa conceitual que registra o processo de sistematização dasatividades, Oficina GPM_3D, Bahia, Brasil, produzido pela estudante KarlaArruda.
A figura 7 ilustra o tipo de resultado da etapa de Seleção doLocal e Objeto de Referência. O mapa descreve os dadoslevantados pelo estudante a partir da seleção do objeto, desdefotografias e medições no local até a obtenção de imagens quelocalizam e representam o objeto a partir do Google Earth. Oarquivo representado por um ícone, adicionado ao conceito“escalas de representação”, reúne as imagens obtidas, desde aescala regional, urbana e local. Esta última servirá dereferência para a base da modelagem tridimensional, atravésdo Google SketchUp.
Figura 7 – Mapa Conceitual de seleção do objeto de modelagem,Pelourinho/BA produzido pela estudante Karla Arruda..
O mapa da figura 8 ilustra o tipo de resultado obtido naetapa de Modelagem Geométrica. Através desta representaçãoa estudante registrou o processo de modelagem geométricaestabelecido durante a geração do prédio Casa 2 - Quadra F /Sobrados no Largo do Cruzeiro de São Francisco, Pelourinho -Salvador/BA, Brasil. Desta maneira, ficam explícitos osprocedimentos empregados. Uma contribuição a metodologiaproposta foi a disponibilidade que alguns estudantes tiverampara trabalhar utilizando-se de ortofotos, para servirem de basepara a modelagem geométrica de elementos integrantes dasfachadas dos edifícios.
Figura 8 – Mapa Conceitual de descrição dos processos de modelagemgeométrica de prédio histórico, Pelourinho/BA. produzido pela estudanteKarla Arruda..
O mapa da figura 9 refere-se à etapa de Modelagem Visual,que dá continuidade ao processo de representação registradono mapa da figura 8. Neste processo a estudante utilizoumetodologia de modelagem semelhante a proposta naatividade. Porém houve a contribuição a partir da utilização deortofotos para serem aplicadas como textura, dandopossibilidades de incluírem-se esses conceitos na metodologiaproposta. Os materiais didáticos que explicitam essametodologia estavam baseados em procedimentos de edição deimagens, para a correção das perspectivas das fotografias aserem utilizadas como textura.
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Figura 9 – Mapa Conceitual de descrição dos processos de modelagem visualde prédio histórico, Pelourinho/BA. produzido pela estudante Karla Arruda..
A figura 10 ilustra o tipo de resultado obtido na etapa deOtimização dos modelos para adequá-los ao sistema devisualização em tempo real na INTERNET.
Figura 10 – Atividade de otimização do modelo, Pelourinho, BA, OficinaGPM 3D. realizada pela estudante Karla Arruda..
Em busca de uma produção mais agilizada dos modelos,constatou-se a necessidade da divisão e reordenação destaetapa de Otimização do Modelo. Esta processo deve ocorrerem dois momentos: após o término da ModelagemGeométrica, com o objetivo de reduzir o número de polígonose preparar o modelo para a Modelagem Visual, e juntamentecom a modelagem visual, à medida em que se geram asimagens a serem aplicadas ao modelo, com o intuito se deobter imagens que ainda tenham alta qualidade gráfica, masque sejam o mais compactadas possível.
O conjunto de imagens das figuras 11 ilustra o resultado daetapa de Publicação dos Modelos na INTERNET, sendo todosestes modelos produzidos no âmbito da Oficina GPM_3Ddirigida à geração do Pelourinho Virtual / BA.
Figura 11 – Modelos publicados no Google Earth: prédios Casa 2 - Quadra F;Sociedade Beneficente Monte Pio dos Artistas – Sobrados no Largo doCruzeiro de São Francisco; e Igreja de São Francisco / Pelourinho – Salvador/ BA, Brasil / Oficina GPM 3D.
O conjunto de imagens da figuras 12 ilustra algunsresultados relativos à etapa de Publicação do Modelo naInternet referentes ao processo de geração da Pelotas Virtual /RS.
Figura 12 – Modelos de Pelotas disponíveis no 3D Warehouse do Google. Áesquerda: Secretaria de Finanças, ao centro: Igreja do Sagrado Coração deJesus e à direita: Centro Cultural Adail Bento Costa (Casarão 2).
Os modelos tridimensionais foram publicados e encontram-se acessíveis através do 3D Warehouse do Google podendoassim subsidiar estudos arquitetônicos e urbanos nos diferentescontextos.
Todas as atividades da Oficina, nas versões a distância ehíbrida foram disponibilizadas em Ambientes Virtuais deAprendizagem. Atualmente estão disponíveis no AVA/UFPel,que está configurado sobre a plataforma livre MOODLE.
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Os momentos a distância foram promovidos através daferramenta “fórum de discussão”, de maneira assíncrona.
As figuras 13 e 14 ilustram momentos de tutoria quedemonstram a pertinência do uso do ambiente virtual deensino/ aprendizagem em função de poder se utilizar deimagens, vídeos e arquivos de diferentes formatos,possibilitando compartilhar as discussões e orientações comtodo o grupo através dos fóruns de discussão. A figura 13ilustra um momento de tutoria que busca dar auxílio para aresolução do problema de modelagem geométrica da coberturade um edifício. É demonstrado um dos processos possíveispara a resolução do problema em questão. Neste caso, asolução foi demonstrada pela tutora através da geração de umvídeo explicativo dos passos a serem seguidos.
Figura 13 – Momento didático de tutoria para a atividade de modelagemgeométrica, Oficina GPM 3D.
A figura 14 mostra a atividade de tutoria que busca resolverproblemas de publicação e visualização dos modelos noambiente do Google Earth, na INTERNET.
Figura 14 – Atividade de tutoria para a publicação dos modelos, OficinaGPM 3D.
As versões presenciais da Oficina não facilitaram o registroe sistematização das atividades, pois não incluíram a descriçãoem mapas conceituais. Este foi um diferencial importante paraas versões hibridas e a distância, já que o registro nos fórunsde todas as interações entre tutoria e estudantes permitiuobterem-se, principalmente, elementos para a revisão dasmetodologias de maneira detalhada. Em momentospresenciais, muitas vezes, não se consegue sistematizar oconhecimento que está sendo construído, e contribuições quepoderiam auxiliar no aperfeiçoamento dos materiais didáticossão perdidas. Além disso, não se tem a possibilidade decompartilhar processos, enquanto que na modalidade adistância têm-se os registros dos fóruns, principalmente asintervenções de tutoria, que potencializam o ensino/aprendizagem. As próprias dúvidas dos estudantespromoveram a geração de novos materiais didáticos, como foio caso do vídeo de explicação sobre o processo de modelagemgeométrica de um tipo de telhado. Em modalidade presencialprovavelmente não se teria a garantia de compartilhar estemomento didático com os demais estudantes que nãoenfrentaram o problema descrito.
Ainda, como resultados parciais têm-se: a própriaqualificação dos estudantes para a utilização de software dedistribuição gratuita para a representação gráfica digital; aexperimentação de sistemas de formação em gráfica digitalmediados por tecnologia a partir de ambientes virtuais deaprendizagem; os modelos que resultam deste processo deformação e, principalmente, as metodologias de modelagemque foram experimentadas, aperfeiçoadas e validadas.
IV. CONCLUSÃO
A dinâmica estabelecida entre atividades de pesquisa, ensinoe extensão relatada neste trabalho permitiu estruturar umsistema de formação para a representação de modelostridimensionais digitais, adequados a ambientes de livre acessona INTERNET e apoiados em tecnologias de distribuiçãogratuita. Além disto, estabeleceu um sistema mais dinâmico deprodução de modelos referentes ao patrimônio arquitetônico,como foi demonstrado para a Pelotas Virtual e para oPelourinho Virtual, podendo ser dirigido também a outroscontextos. E, por fim considera-se que a continuidade destasatividades garantirá a atualização das metodologias demodelagem empregadas.
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AGRADECIMENTOS
Aos Professores Arivaldo Amorim, Alice Pereira e LuísaDalla Vechia, pelas parceiras estabelecidas nas atividades deextensão, à FAPERGS, CNPq e a PREC/UFPel pelofinanciamento de bolsas de iniciação científica e extensão,assim como a todos os estudantes e profissionais queparticiparam das atividades aqui relatadas.
REFERÊNCIAS
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[2] FELIX, Luisa Rodrigues ; BORDA, A. B. A.S. ; FELIX, N. M. L. R. .Croqui Digital e Interativo. In: 17º Simpósio Nacional de GeometriaDescritiva e Desenho Técnico e VI International Conference onGraphics Engineering for Arts and Design, 2005, Recife. ExpressãoGráfica e Formação Humanística. Recife : Fundação Antônio dos SantosAbranches,, 2004. v. 1.
[3] SANTOS, V. R. ; SILVEIRA, M. D. ; BORDA,A.B.A.S ; HEIDRICH,Felipe . Adequando processos de modelagem geométrica: das
imagens estáticas à ambientes interativos. In: SIGRADI2007, 2007,México. A Comunicação na Sociedade Visual. México : MBMimpressora, 2007. v. 1. p. 248-251.
[4] COSTA, Estela; MÉNDEZ, Ricardo Brod; FELIX, N. M. L. R.Disponibilizando Modelos Tridimensionais de Patrimônio
Arquitetônico na Internet. In: VIII Simposio Nacional de GeometriaDescritiva e Desenho Técnico e VII Internacional Conference onGraphics Engineering for Arts and Design, 2007, Curitiba. Desafio daera Digital: Ensino e Tecnologia. Curitiba : Departamento de Desenho,UFPR, 2007. v. 1
[5] POLSANI, P. R. Use and Abuse of Reusable Learning Objects.Journal of Digital Information. 2003.
[6] NOVAK, J. D. & A. J. CAÑAS, The Theory Underlying Concept
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[7] SILVA, A. B. A; PIRES, J. F.; CONILL, E. R.; FÉLIX, N. R. Avaliação
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utilizando Mapas Conceituais. Revista Educação Gráfica.Departamento de Artes e Representação Gráfica, Unesp: Bauru, 2007,n.11, p 87-98.
Adriane Borda Almeida da Silva
Professora Adjunto da UniversidadeFederal de Pelotas, Brasil, Arquiteta eUrbanista pela Universidade Federal dePelotas, Brasil, Mestre em Arquitetura pelaUniveridade Federal do Rio de Janeiro,Brasil, Doutora em Filosofia e Ciências daEducação pela Universidad de Zaragoza,Espanha, título reconhecido no Brasil pelaUniversidade Federal do Rio Grande do
Sul, Atualmente em Pós-doutoramento na Faculdade de Arquitetura daKULeuven, Bélgica
Neusa Rodrigues Felix
Professora Titular da Universidade Federalde Pelotas, Brasil.Arquiteta e Urbanista pela UniversidadeFederal de Pelotas, Brasil.. PhD em Arquitetura pela StrathclydeUniversity, Glasgow, Escócia.Pós-doutorado na Faculdade de Arquiteturada Sydney University, Austrália
Ludmila Barros
Acadêmica de Arquitetura e Urbanismopela Universidade Federal de Pelotas,BrasilBolsista de iniciação científicaPIBIC/CNPq onde desenvolveu trabalhosjunto ao Grupo de Estudos para oensino/aprendizagem de Gráfica Digital -GEGRADI.
Janice de Freitas Pires
Integrante colaboradora do GEGRADI,Grupo de estudos para o ensino /aprendizagem de Gráfica Digital, daUniversidade Federal de Pelotas, Brasil,. ediplomada em Arquitetura e Urbanismopela mesma Universidade. Especialistaem Gráfica Digital pela UFPel Atualmenteé mestranda pelo Programa de Pós-
Graduação em Arquitetura e Urbanismo / PROGRAU, na FAURB, UFPel,RS/Brasil.
Estela Costa
Arquiteta e Urbanista pela UniversidadeFederal de Pelotas, Brasil.Especialista em Gráfica Digital tambémpela Universidade Federal de Pelotas,Brasil.
Noélia de Moraes Aguirre
Acadêmica de Arquitetura e Urbanismopela Universidade Federal de Pelotas,BrasilBolsista de iniciação científicaPIBIC/CNPq onde desenvolve trabalhosjunto ao Grupo de Estudos para oensino/aprendizagem de Gráfica Digital -GEGRADI.