Testes de Hipóteses. Testes de hipóteses Testes paramétricos Testes não paramétricos.
SISTEMAS PARAMÉTRICOS DE MODELAÇÃO VISUAL POR...
-
Upload
nguyenquynh -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of SISTEMAS PARAMÉTRICOS DE MODELAÇÃO VISUAL POR...
UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE BELAS-ARTES
SISTEMAS PARAMÉTRICOS DE MODELAÇÃO
VISUAL POR NODES
Um Estudo sobre as Possibilidades Projetuais concedidas na
Modelação.
Ana Luísa Coelho de Sousa Pedro
Dissertação
Mestrado em Design de Equipamento
Especialização em Design de Produto
Dissertação orientada pelo Professor Doutor Pedro Silva Dias e co-orientada pelo
Professor André Gouveia
2016
DECLARAÇÃO DE AUTORIA
Eu Ana Luísa Coelho de Sousa Pedro, declaro que a presente dissertação de mestrado
intitulada “Sistemas Paramétricos de Modelação Visual por Nodes: Um Estudo sobre as
Possibilidades Projetuais concedidas na Modelação”, é o resultado da minha investigação
pessoal e independente. O conteúdo é original e todas as fontes consultadas estão
devidamente mencionadas na bibliografia ou outras listagens de fontes documentais, tal
como todas as citações diretas ou indiretas têm devida indicação ao longo do trabalho
segundo as normas académicas.
O Candidato
Lisboa, 3 de Janeiro de 2017
iii
Resumo
A adoção dos sistemas CAD (Computer-Aided Design) em larga escala permitiu
que novos programas fossem concebidos de modo a dar resposta às diferentes
necessidades dos utilizadores. Durante a história do CAD diversos tipos de modelação
surgiram até se estabelecerem com uma modelação paramétrica. A qual a grande maioria
dos programas da atualidade oferecem. Com as tecnologias CAD a serem utilizadas
largamente na área do design para o desenvolvimento de produtos, existem diferentes
formas de modelar um determinado modelo virtual, sendo um deles recorrendo a software
de modelação baseada no design paramétrico. Especificamente, esta dissertação pretende
debruçar-se sobre os sistemas paramétricos visuais baseados numa modelação por nodes,
elementos visuais que possuem propriedades, com especial foco nas características que o
uso deste tipo de programas trazem ao trabalho do designer. Todavia, são explorados
outros tópicos relacionados com o estudo em causa, tais como o design generativo. As
técnicas de manufatura digitais são também abordadas num contexto geral pelo papel que
podem desempenhar na conceção de produtos, como tal considera-se necessário
demonstrar as diferentes tecnologias que um designer pode recorrer. Ainda, para reforçar
a ideia, exemplos de projetos fabricados nas tecnologias abordadas e dentro do tópico
geral da dissertação serão apresentados.
Como modo a compreender que possibilidades de modelação estes sistemas
concedem ao designer, diversos casos de estudo idealizados no programa Grasshopper e
os quais disponibilizam o ficheiro com o projeto são analisados. Os projetos selecionados
têm como objetivo final a sua fabricação recorrendo a tecnologias de manufatura digital,
pois não são apenas tecnologias precisas, mas são técnicas que permitem a fabricação de
praticamente qualquer projeto, tornando assim a análise dos projetos mais abrangente.
Mais ainda, pelas características que acompanham estas tecnologias, irão ser observadas
quaisquer relações que existam nos projetos concebidos no Grasshopper com as
tecnologias de manufatura digital, de modo a extraírem-se ilações.
Palavras Chave: Design Paramétrico, Modelação Digital, Metodologia, Manufatura
Digital.
iv
Abstract
The adoption of CAD in a large scale enabled new programs to be conceived
aimed to address the different needs of the users. During the CAD history several types
of modeling came to be until it settled with a parametric modulation, which the vast
majority of the programs today are based on. With CAD technologies being widely used
in design for product development, there are different ways to model a given virtual
model, one of them being with resorting to modeling software based in parametric design.
Specifically, this dissertation aims to look into the visual parametric systems with a node-
based modulation, visual elements that possess properties, with a special focus on the
characteristics that these types of programs brings to the work of the designer. However,
other related topics about the present study, such as generative design, are explored.
Digital manufacturing techniques are also addressed in a general context due to the role
they can play in the design of products, therefore it is considered necessary the
demonstration of the different technologies that the designer can use. Also, to reinforce
the idea, examples of projects manufactured with the technologies addressed and within
the general topic of the dissertation will be presented.
As a way to understand the possibilities of modeling that these systems grant to
the designer, several case studies idealized in the Grasshopper plugin and which have its
file available, are analyzed. The selected projects have as their final goal the fabrication
using digital manufacturing technologies, as they are not only precise, but are techniques
that allow the fabrication of almost any project, thus making the analysis of the projects
broader. Moreover, due to the characteristics that accompany these technologies, any
relationships that exist in the projects made in Grasshopper, with the digital
manufacturing technologies will be observed, in order to draw conclusions.
Keywords: Parametric Design, Digital Modeling, Methodology, Digital
Manufacturing.
v
Agradecimentos
Primeiramente, gostaria de agradecer ao meu orientador o Professor Doutor Pedro
Silva Dias e ao meu co-orientador Professor André Gouveia pelo acompanhamento e
disponibilidade durante toda a dissertação.
Aos meus pais por sempre acreditarem nas minhas escolhas e me apoiarem em
todas as etapas da minha vida.
Aos meus amigos, que me acompanharam durante os momentos altos e baixos
desta jornada e que me deram ânimo para continuar.
A todos, um obrigado!
vi
Índice
Resumo ………………………………………………………………………. iii
Abstract ……………………………………………………………………… iv
Agradecimentos ……………………………………………………………... v
Índice ………………………………………………………………………… vi
Índice de Figuras ……………………………………………………………. viii
1. Introdução ..………………………………………………….………….. 1
1.1. Apresentação e Justificação do Tema ..……………………………… 1
1.2. Objetivos ………………………..….……………….………..……… 2
1.3. Estrutura ….….….…………………………………………………… 2
1.4. Metodologia ….….….……………………………………………….. 4
2. A Evolução dos Sistemas CAD .…….……..………….………………… 5
3. Design Paramétrico ….….….…………………………………………… 17
3.1. Definição de Design Paramétrico ….….….………………………….. 17
3.2. Design Generativo ….….……………………………………………. 19
3.3. Enquadramento Histórico ….….….…………………………………. 28
3.3.1. Projetos Paramétrico Analógicos ….….….…………………… 28
3.3.2. Projeto Paramétrico Digital ….….……………………………. 30
3.4. Elementos de um Sistema Paramétrico ….….……………………….. 32
3.5. Objetivos de uma Modelação Paramétrica ….….….………………… 36
3.6. Vantagens e Desvantagens do uso do Design Paramétrico ….…..…… 39
4. Ferramentas Computacionais do Trabalho do Designer ….….………. 42
4.1. Sistemas Visuais de Programação ….….….…………………………. 42
4.1.1. Node ….….….……….…………..…………………………… 44
4.1.2. A Interface ….….….………………………………………….. 48
4.1.3. Programas ….….….…………….………..…………………… 50
5. Processos de Fabricação ….….…………………………………………. 56
5.1. O uso das Tecnologias de Manufatura Digital com relação aos
Sistemas de Modelação de Design Paramétrico ….….….……………
57
vii
5.1.1. Tecnologias Aditivas ………………………………………….. 58
5.1.2. Tecnologias Subtrativas ………………………………………. 63
6. Os Sistemas Visuais de Modelação por Nodes no Trabalho
do Designer ……………………………………………………………….
68
7. Conclusão .…………………….………………….……………………… 93
Bibliografia ………………………………………………………...………… 97
Webgrafia ……………………………………………………………………. 101
Fontes Iconográficas ………………………………………………………… 105
viii
Índice de Figuras
Figura 1 ……………………………………………………………………….. 6 Duas programadoras a interagir com o INEAC
Figura 2 ……………………………………………………………………….. 6 Configuração do sistema
Figura 3 ……………………………………………………………………….. 7 Evolução da forma de modelação
Figura 4 ……………………………………………………………………….. 10 Ivan Sutherland a operar no programa Scketchpad
Figura 5 ……………………………………………………………………….. 10 Exemplo de resultados produzidos pelo programa
Figura 6 ……………………………………………………………………….. 11 Controlo das Superfícies
Figura 7 ……………………………………………………………………….. 12 Conceção de modelo sólido
Figura 8 ……………………………………………………………………….. 12 Computador da IBM
Figura 9 ……………………………………………………………………….. 13 Desenho demonstrativo concebido por Shaan Hurley
Figura 10 ……………………………………………………………………… 13 Nave espacial Columbia
Figura 11 ……………………………………………………………………… 15 Modelo 3D
Figura 12 ……………………………………………………………………… 15 Explosão dos diversos componentes
Figura 13 ……………………………………………………………………… 15 Vista obtidas do modelo 3D
Figura 14 ……………………………………………………………………… 20 Esquema do processo do design generativo
Figura 15 ……………………………………………………………………… 21 Formas elementares geradas
Figura 16 ……………………………………………………………………… 22 Variações dos botões do MP3
Figura 17 ……………………………………………………………………… 23 Localização da divisória
Figura 18 ……………………………………………………………………… 23 Diversos componentes da divisória
Figura 19 ……………………………………………………………………… 24 Estrutura final
Figura 20 ……………………………………………………………………… 24 Alguns resultados dispostos num gráfico
ix
Figura 21 ……………………………………………………………………… 25 Ténis Under Armour Architech
Figura 22 ……………………………………………………………………… 25 Detalhes da sola
Figura 23 ……………………………………………………………………… 25 Fases projetuais do produto
Figura 24 ……………………………………………………………………… 26 Modelos gerados pelo computador
Figura 25 ……………………………………………………………………… 29 Modelo analítico da Sagrada Família
Figura 26 ……………………………………………………………………… 29 Detalhes das correntes
Figura 27 ……………………………………………………………………… 30 Testes com bolhas de sabão
Figura 28 ……………………………………………………………………… 30 Estudo do suporte de membranas de rede com cordas
Figura 29 ……………………………………………………………………… 31 Maquete do Estádio N
Figura 30 ……………………………………………………………………… 31 Exemplos da reação do projeto aquando se altera alguns parâmetros
Figura 31 ……………………………………………………………………… 33
Os dois ambientes de trabalho no scripting
Figura 32 ……………………………………………………………………… 35 Representação esquemática de um algoritmo
Figura 33 ……………………………………………………………………… 37 Alguns parâmetros de um pente
Figura 34 ……………………………………………………………………… 37 Resultados possíveis
Figura 35 ……………………………………………………………………… 38 Parâmetros considerados
Figura 36 ……………………………………………………………………… 38 Diversas variações de pentes
Figura 37 ……………………………………………………………………… 43
Ambiente de trabalho do MAX/MSP
Figura 38 ……………………………………………………………………… 43
Sage PRISM
Figura 39 ……………………………………………………………………… 44 Representação de uma possível ligação entre nodes
Figura 40 ……………………………………………………………………… 45 Source Node
Figura 41 ……………………………………………………………………… 45 Sink Node
x
Figura 42 ……………………………………………………………………… 45 Internal Node
Figura 43 ……………………………………………………………………… 46 Programação recorrendo a texto e programação utilizando nodes
Figura 44 ……………………………………………………………………… 47 Organização dos nodes num projeto
Figura 45 ……………………………………………………………………… 48 Ambientes de trabalho de programas visuais
Figura 46 ……………………………………………………………………… 49
Os diversos elementos ilustrados com o Rhinoceros e Grasshopper
Figura 47 ……………………………………………………………………… 51 Ambiente de modelação no Blender com o Sverchok
Figura 48 ……………………………………………………………………… 51 Sverchok lab por Lucas de Gomez
Figura 49 ……………………………………………………………………… 51 Teste por Kelly Egan
Figura 50 ……………………………………………………………………… 52 Interface do 3DS Max e MCG
Figura 51 ……………………………………………………………………… 53 Modelo por Martin Ashton
Figura 52 ……………………………………………………………………… 53 Modelo por Bathyscaph
Figura 53 ……………………………………………………………………… 54 Interface do Grasshopper no Rhino
Figura 54 ……………………………………………………………………… 54 Parametric Wireframe Bracelet
Figura 55 ……………………………………………………………………… 54 Projeto de Sarah Krieger
Figura 56 ……………………………………………………………………… 59 Exemplos de objetos produzidos com tecnologias aditivas
Figura 57 ……………………………………………………………………… 60 Otimização da malha
Figura 58 ……………………………………………………………………… 60 Alguns parâmetros possíveis de modificar
Figura 59 ……………………………………………………………………… 61 Vista total
Figura 60 ……………………………………………………………………… 61 Detalhe dos diferentes materiais
Figura 61 ……………………………………………………………………… 62 Mesa impressa
Figura 62 ……………………………………………………………………… 62 Exemplos de estudos de topos
Figura 63 ……………………………………………………………………… 63 Corte a laser de uma folha de papel
xi
Figura 64 ……………………………………………………………………… 63 CNC a remover material
Figura 65 ……………………………………………………………………… 64 Candeeiro Kina
Figura 66 ……………………………………………………………………… 64 Conceção do módulo e packaging
Figura 67 ……………………………………………………………………… 65 Diversas faixas utilizadas no candeeiro
Figura 68 ……………………………………………………………………… 65 Montagem dos módulos
Figura 69 ……………………………………………………………………… 65 Vista da mesa
Figura 70 ……………………………………………………………………… 66 Detalhes da mesa
Figura 71 ……………………………………………………………………… 66 Conceção da peça
Figura 72 ……………………………………………………………………… 69 Modelo Real
Figura 73 ……………………………………………………………………… 70 Idealição da forma geral
Figura 74 ……………………………………………………………………… 70 Definição do Módulo
Figura 75 ……………………………………………………………………… 70 Divisão do módulo em poligonos
Figura 76 ……………………………………………………………………… 71 Diversas geometrias que compõem as abas
Figura 77 ……………………………………………………………………… 71 Parâmetros associados aos encaixes
Figura 78 ……………………………………………………………………… 72 Algumas formas que os encaixes podem assumir
Figura 79 ……………………………………………………………………… 73 Parâmetros que influenciam a forma
Figura 80 ……………………………………………………………………… 73 Resultados possíveis com a modificação dos parâmetros
Figura 81 ……………………………………………………………………… 74 Bloom Lamp
Figura 82 ……………………………………………………………………… 75 Módulo padrão
Figura 83 ……………………………………………………………………… 75 Forma geral
Figura 84 ……………………………………………………………………… 75 Definição de pontos nas superfícies
Figura 85 ……………………………………………………………………… 75 Aplicação do módulo aos pontos definidos
xii
Figura 86 ……………………………………………………………………… 76 Node da FabTools
Figura 87 ……………………………………………………………………… 77 Encaixes desenvolvidos e flexibilização da superfície
Figura 88 ……………………………………………………………………… 77 Vários modelos da Layer Chair
Figura 89 ……………………………………………………………………… 78 Parâmetros disponíveis
Figura 90 ……………………………………………………………………… 79 Linhas guias na posição original
Figura 91 ……………………………………………………………………… 79 Formas resultantes
Figura 92 ……………………………………………………………………… 80 Modificação das curvas pré-definidas
Figura 93 ……………………………………………………………………… 81 Layer Stool
Figura 94 ……………………………………………………………………… 82 Layer Table
Figura 95 ……………………………………………………………………… 83 Vários parâmetros disponíveis
Figura 96 ……………………………………………………………………… 83 Resultados possíveis
Figura 97 ……………………………………………………………………… 84 Modelo como colar
Figura 98 ……………………………………………………………………… 85 Diversos módulos do modelo
Figura 99 ……………………………………………………………………… 86 Diversos resultados explorados
Figura 100 …………………………………………………………………..… 87 Alguns modelos concebidos
1
1. Introdução
1.1. Apresentação e justificação do tema
No design, cada profissional tem o seu método pessoal de encarar um dado
problema de modo a alcançar uma solução que corresponda aos objetivos. Com a
introdução do CAD no trabalho do designer, parte do seu trabalho modificou-se ao
introduzir uma nova ferramenta que permitia melhorar o modo de este operar. Trabalho
que anteriormente teria que ser concebido manualmente passou a ser concebido
recorrendo a um computador, introduzindo-se assim um novo leque de ferramentas.
No ramo do design industrial permitiu a conceção de desenhos técnicos com uma
precisão e editabilidade maior do que anteriormente seria possível. Com o passar dos
anos, as tecnologias foram-se desenvolvendo apresentando um maior poder de
processamento, de visualização e de interface, possibilitando a idealização de projetos
mais complexos fazendo uso de novos programas concebidos para o efeito.
As atuais características do mercado de bens de consumo levaram à necessidade
de rápida produção de produtos e da sua entrega. Daí surge a necessidade de os processos
de projeto acompanharem essa tendência. O desenvolvimento das tecnologias CAD/CAM
permitiram que tanto o processo do projeto como o da produção se tornassem mais
acessíveis e eficientes. Acresce que, a proliferação das tecnologias de manufatura digital
e a consequente redução dos custos de produção, possibilitou que objetos que
anteriormente estavam confinados ao ambiente digital, pudessem tornar-se
materializáveis. Ainda, por serem técnicas que recorrem ao ficheiro CAD para extrair a
informação, é possível planear de inicio as diferentes vertentes da tecnologia a utilizar em
conformidade com as suas características. Por estes motivos, o estudo irá recair sobre a
conceção de produtos destinados à produção através de tecnologias de manufatura digital.
Com o uso do computador bem estabelecido no uso pelos designers, permite que
exista um desenvolvimento em programas específicos para área. Uma tipologia de
programas que se dinamizou pela crescente procura por parte dos usuários foram os
programas de modelação paramétricos baseados em nodes. Exposto isto, a presente
2
investigação pretende estudar este tipo de programas, com especial foco no impacto do
trabalho do designer. Como cada programa implica uma abordagem de utilização
diferenciada no modo em que não só a sua interface e objetivos diferem, selecionou-se
este tipo de modelação por ser um modo de conceção relativamente novo e em evolução.
1.2. Objetivos
A dissertação prepõe-se sobretudo a investigar como o uso de sistemas visuais
paramétricos permitem ao designer conceber um produto na vertente das possibilidades
oferecidas durante a modulação do projeto. Para tal, pretende-se:
Compreender num aspeto teórico o significado de design paramétrico e de
design generativo. Identificar pontos comuns e em que aspetos se diferenciam.
Observar a evolução de projetos paramétricos concebidos, quer sejam criados
de uma forma manual quer recorrendo ao computador.
Identificar elementos base dos programas paramétricos.
Compreender quais os objetivos de conceção aquando se recorre a programas
paramétricos, bem como os aspetos positivos e negativos.
Compreender as características de sistemas visuais de programação, incluindo
elementos que os caracterizam.
Observar que benefícios os sistemas paramétricos podem retirar das
tecnologias de manufatura digital
Analisar casos de estudo para a compreensão das possibilidades projetuais.
1.3. Estrutura
A presente dissertação encontra-se estruturada em seis capítulos, dos quais, o
primeiro e o último correspondem à introdução e conclusão respetivamente. Do segundo,
3
ao quinto capítulo dizem respeito à investigação do tema em questão. Por fim, o sexto
capitulo apresenta uma análise a diversos estudos de caso.
O primeiro capítulo constitui-se como a introdução à dissertação, a qual
compreende a apresentação do tema, os seus objetivos, a estrutura da dissertação e a
metodologia de investigação empregada.
No segundo capítulo aborda-se a história do CAD. Este capitulo pretende estudar
os diversos pontos na história que permitiram tornar o que o CAD é atualmente e também
visa a contextualizar a investigação.
No terceiro capítulo inicia-se o estudo do tema geral da investigação: o design
paramétrico. Serão introduzidas algumas definições sobre design paramétrico, bem como
do design generativo de modo a compreender-se cada uma individualmente e em que
aspetos se complementam. Um enquadramento histórico será apresentado, contendo tanto
projetos analíticos como projetos digitais para se observar a mudança de um modo manual
para um modo computacional. Será igualmente estudado quais os elementos principais
que compõem um programa paramétrico, bem como quais os objetivos aquando se recorre
a um sistema paramétrico. O capitulo culminará com a apresentação de vantagens e
desvantagens da utilização do design paramétrico em projetos de modelação.
O quarto capitulo foca-se nos sistemas visuais de programação baseados em
nodes. Os elementos que caracterizam estes programas bem como o modo de trabalho são
descritos neste capitulo. Diversos programas existentes no mercado que se baseiam neste
tipo de sistemas serão enunciados de forma a analisar a diversidade de opções à escolha.
Em adição, a manufatura digital será abordada sucintamente de modo a observar-se os
benefícios que o design paramétrico pode retirar dessa tecnologia. Este ponto será
dividido entre tecnologias aditivas e tecnologias subtrativas, onde será apresentada a
tecnologia seguida de exemplos de projetos.
O quinto capitulo foca-se na análise de casos de estudo. O capitulo compreende
cinco exemplos, onde se analisa os projetos em causa de modo a retirar-se conclusões
sobre cada uma delas. O estudo compreende uma análise do modelo disponibilizado, bem
como resultados explorados.
Por fim, no sexto e último capítulo são retiradas as conclusões da investigação.
4
1.4. Metodologia
A metodologia adotada nesta dissertação consistiu na recolha de informações
sobre temas pertinentes, tais como: Design Paramétrico, Computer-Aided Design,
Manufatura Digital, entre outros. Estas informações assentaram-se em fontes
bibliográficas, revistas periódicas bem como em teses elaboradas sobre os assuntos
anteriormente descritos. A internet também teve um papel importante na obtenção de
informações pelo facto de nesta se encontrarem publicados diversos documentos sobre os
temas em causa das mais variadas fontes, mas também a existência de diversos sites com
informações relevantes. Em adição, a internet permitiu a recolha dos ficheiros dos
diversos casos de estudo, pois estes ficheiros assentam na ideia de partilha de informações
e como tal, a internet é a plataforma indicada para tal.
5
2. A Evolução dos Sistemas CAD
Antes da introdução de sistemas computacionais no trabalho do designer, o seu
trabalho estava dependente de um conjunto de ferramentas que se mantiveram
relativamente idênticas por um grande período de tempo, são essas o papel, réguas,
compassos entre outras ferramentas1. Eram instrumentos que ocupavam grandes
dimensões e aquando o surgimento de um erro, a sua correção era demorosa e poderia
significar refazer grande parte do trabalho. O aparecimento dos sistemas CAD trouxe para
cima da mesa um conjunto de novas possibilidades de trabalho.
“As tecnologias digitais não substituem instrumentos tecnológicos, mas na
realidade evoluem-nos e aumentam as suas possibilidades” 2.
José Pedro Sousa
Esta afirmação só é possível dado ao nível de avanço tecnológico que existe
atualmente em que diversos programas informáticos são capazes de auxiliar no
desenvolvimento do que se está a idealizar. A máquina tornou-se deste modo um auxiliar
do homem na conceção de projetos. O nível de detalhe e as possibilidades que o
computador oferece ao trabalho do designer faz dele uma escolha a que o designer pode
recorrer. Mas nem sempre o foi, pois outrora os sistemas eram o que hoje se considera
rudimentar e com poucas capacidades projetuais que fazia com que o recurso a técnicas
tradicionais fosse a norma dentro da profissão. Como tal, de forma a observar-se como os
sistemas CAD progrediram até aos tempos atuais, neste capitulo será abordado a evolução
dos sistemas CAD.
1 TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design: Parametric Strategies using Grasshopper.
p.15.
2 SOUSA, Emanuel de – Da Materialidade: Modos de Produção Contemporâneos. In JOÃO, Pedro;
CROMPTON, Dennis. Archigram: Experimental Architecture 1961-1974.
6
Evolução dos modos de Modelação
Desde do seu aparecimento, estes sistemas têm vindo a ser utilizados nas mais
diversas áreas, desde da engenharia ao design. Todavia a sua aceitação não foi imediata
com o surgimento de dúvidas sobre a sua eficácia, mas com a evolução da tecnologia as
potencialidades destes sistemas tornaram-se evidentes. Com a evolução dos
computadores quer em termos de processamento quer em termos de usabilidade, foi-se
tornando possível a conceção de projetos de alto rigor técnico e de complexidade
Tudo se iniciou com a invenção do primeiro computador. O ENIAC (Electronical
Numerical Integrator and Computer) é considerado um dos primeiros computadores
eletrónicos idealizados. Desenvolvido pelos americanos Prosper Eckert e Jonh Mauchly
e apresentado ao público em 1946, tinha como objetivo servir o exercito americano com
cálculos complexos das tabelas balísticas. Este equipamento foi o primeiro de grande
escala a operar a uma velocidade eletrónica sem recorrer a peças mecânicas 3.
Figura 1 – Duas programadoras a interagir com o INEAC Figura 2 – Configuração do sistema
Pelas imagens acima é possível observar a dimensão do equipamento. Era
constituído por diversos componentes incluído mais de dezoito mil tubos que, quando um
se soltava só a tarefa de o localizar consumia bastante tempo. Em adição, para cada nova
3 Computer History Museum – ENIAC. [Em linha] s.d. [Consult. 02/11/16].
7
tarefa era necessário reconfigurar a máquina, modificando as ligações dos diversos cabos
bem como configurar os interruptores, algo que demorava diversos dias 4.
O surgimento do computador e o reconhecimento das suas qualidades permitiu
que novos e melhores sistemas fossem desenvolvidos. Para além da questão do hardware
das máquinas, os programas que permitem o desenvolvimento de determinadas funções
começaram a ter um papel importante. Referente ao presente capitulo, a evolução do CAD
pode ser agrupada nos seguintes grupos.
Figura 3 – Evolução da forma de modelação
O gráfico acima ilustra quatro tipos de modelação geométrica distintas e o período
temporal em que se inserem. Entenda-se por modelação geométrica “como a técnica
usada na descrição da forma de um objeto”5. “À Modelação Geométrica está associada a
4 Computer History Museum – ENIAC. [Em linha] s.d. [Consult. 02/11/16].
5 TEIXEIRA, José Carlos de Gouveia – A Modelação Geométrica em Actividades CAD/CAM. p.2-1
8
representação das características geométricas (localizações e formas) e topológicas
(relações entre partes) de entidades tridimensionais. A cada objeto corresponde um
modelo, baseado num determinado esquemas de representação”6. Posto isto, tem-se deste
modo a Modelação de Linhas, a Modelação de Superfícies, a Modelação Sólida e a
Modelação por Características. Assim, os acontecimentos relativos à historia do CAD ir-
se-ão organizar segundo esta sequência de modelações.
Modelação de Linhas
A Modelação de Linhas recorre ao uso de segmentos de reta e arcos de modo a
representar os contornos das figuras, ou seja, trata-se de uma modelação bidimensional.
De forma a prover um sistema que possuísse as características existentes no desenho
tradicional, foram transpostas para o ambiente computacional as opções de uso de “(…)
folhas de desenho, sobreposições, limites e variações de espessura de linha”7, entre outros.
No que toca a modelos complexos, a sua compreensão torna-se complicada pelo elevado
número de elementos visuais apresentados. Ademais, este processo é lento devido à não
existência de associações entre os diversos desenhos, no aspeto em que quando algo é
modificado ocorre a possibilidade de ser necessário a alteração dos restantes desenhos.
Como o processo tende a ser manual, existe um maior dispêndio de tempo e de recursos
na correção do projeto. Deste modo caracteriza-se por ser um processo que acata algumas
desvantagens tais como “a possibilidade de construção de modelos impossíveis (…) e de
modelos ambíguos”8.
No que toca ao desenvolvimento das tecnologias associadas a este ponto, pode-se
atribuir o inicio do CAD/CAM ao Dr. Patrick J. Hanratty com a conceção do programa
para o PRONTO (Program for Numerical Tooling Operations) em 1957. Tratava-se do
6 MADEIRA, Joaquim João Estrela Ribeiro Silvestre – Modelação Interactiva de Curvas e Superfícies
de Forma Livre. p.9.
7 Tradução livre do Inglês - “(…) drawing sheets, overlays, borders and variations in line thickness.”
BAKER, Robin - Designing the future: the computer transformation of reality. p.60.
8 MADEIRA, Joaquim João Estrela Ribeiro Silvestre – Modelação Interactiva de Curvas e Superfícies
de Forma Livre. p.10.
9
primeiro sistema de Numerical Control comercial. Este tipo de tecnologia era na verdade
maquinagem de controlo numérico, o qual progrediu para o que hoje designa-se de
Maquinagem Auxiliada por Computador (Computer-Aided Manufacturing)9.
O grande avanço que possibilitou que o computador viesse um dia a ser utilizado
por designers e arquitetos foi a descoberta feita pelo MIT (Massachusetts Institute of
Tecnhology) em meados dos anos 50, quando conseguiram conectar um monitor de
televisão a um computador, dispondo a informação recorrendo a gráficos. Até a esta
descoberta a introdução da informação baseava-se em cartões perfurados ou de teclados,
enquanto era usado uma impressora para a extração da informação do computador10. Esta
descoberta veio a introduzir o elemento visual aos computadores que possibilitou os
avanços seguintes. Em 1963, Ivan Sutherland apresentou o Sketchpad, um protótipo de
um sistema interativo, resultado da sua investigação no MIT referente à sua tese de
doutoramento. O seu projeto estabeleceu os fundamentos para o computador moderno,
no que toca aos suportes gráficos e também estabeleceu ainda as bases para o CAD/CAM.
Um aspeto característico do projeto foi o desenvolvimento de uma relação do homem
com a máquina através do uso de uma caneta a qual fornecia indicações ao computador
num ecrã. Os desenhos concebidos podiam ainda ser manipulados, duplicados e
armazenados, incluía ainda as possibilidades de aumentar ou diminuir o tamanho dos
desenhos bem como técnicas que permitias a conceção de linhas, cantos e articulações
precisas, entre outros aspetos11.
9 American Machinist – The CAD/CAM Hall of Fame. [Em linha] s.d. [Consult. 04/11/16].
10 GARCIA, Sara Filipe Lopes – As Tecnologias CAD no Design de Produto: da Ideia à sua
Materialização. p.27.
11 American Machinist – The CAD/CAM Hall of Fame. [Em linha] s.d. [Consult. 04/11/16].
10
Figura 4 – Ivan Sutherland a operar no programa Scketchpad Figura 5 – Exemplo de resultados
produzidos pelo programa
Os diferentes elementos que estavam expostos no monitor, não diziam apenas
respeito a geometrias como pontos, linhas ou outros; mas representavam as restrições das
mesmas, tais como restrições de paralelismo ou ortogonalidade entre linhas bem como os
pontos ancora das linhas12. Este projeto veio demonstrar como o homem e a máquina
podiam comunicar graficamente, revelando assim que o computador poderia ser uma
ferramenta tanto para aspetos técnicos como artísticos. O Sketchpad foi o primeiro
exemplo de aplicação da Interface Gráfica do Usuário (Graphical User Interface), bem
antes de este termo ser inventado13. Até ao desenvolvimento da GUI não existia nenhuma
relação entre o design e a computação. O aparecimento desta modificou o modo como o
designer via a computação, na forma em começou a ser possível conceber com base na
sua experiencia prévia14. “Permita aos designers, que vêm de uma cultura
predominantemente visual, a aplicar algumas das suas habilidades originais na
computação, sem a necessidade de aprender uma linguagem inteiramente nova”15.
Neste período, os computadores estavam reservados às universidades e a grandes
empresas devido ao elevado custo dos equipamentos, apenas quem possuísse grandes
recursos o conseguia adquirir. As empresas que utilizavam o computador neste período
12 KOLAREVIC, Branko – Parametric Evolution. In PETERS, Brady; PETERS, Terri - Inside
Smartgeometry: Expanding the Architectural Possibilities of Computational Design. p.36.
13 American Machinist – The CAD/CAM Hall of Fame. [Em linha] s.d. [Consult. 04/11/16].
14 BAKER, Robin - Designing the future: the computer transformation of reality. p.17.
15 Tradução livre do Inglês - “It allows designers, who come from a predominately visual culture, to apply
some of their original skills to computing, without the need to learn an entirely new language”. Ibid. p.57.
11
tratam-se de corporações na área aeroespacial e automobilística devido ao rigor e a
conceção de projetos à escala 1:1 existia benefícios que justificavam a aquisição da
tecnologia.
Modelação de Superfícies e Modelação Sólida
Na década de setenta iniciou-se a mudança de uma modelação bidimensional para
uma modelação tridimensional. Esta fase compreende dois tipos de modelações que são
fruto do desenvolvimento das técnicas, são estas a Modelação de Superfícies e a
Modelação Sólida. No que toca à Modelação de Superfícies, cada superfície “é
usualmente definida de dois modos (…): por interpolação de um determinado conjunto
de curvas que determinam a sua forma (…) ou por aproximação de um determinado
conjunto de pontos”16. O trabalho de Ken Versprille com a invenção do NURBS na
investigação da sua tese estabeleceu as bases para as curvas 3D e para a modelação de
superfícies atuais. É de notar que investigações anteriores possibilitaram o avanço do seu
trabalho, entre elas a definição de curvas bezier pelo engenheiro francês Pierre Bezier.
Figura 6 – Controlo das Superfícies
As superfícies obtidas resultam do uso de pontos ou curvas de controlo, todavia
estas geometrias de controlo apenas serviam como base de definição da superfície e não
16 MADEIRA, Joaquim João Estrela Ribeiro Silvestre – Modelação Interactiva de Curvas e Superfícies
de Forma Livre. p.10.
12
localizações exatas contidas na superfície. Como tal, a superfície resultante pode ser
geometricamente incorreta17.
No que toca à Modelação sólida, esta “descreve completamente e de modo não
ambíguo os objetos tridimensionais; esta não-ambiguidade resulta (…) da correta
definição da fronteira e do interior de cada objeto”18. O trabalho desenvolvido por Alan
Grayer, Charles Lang e Ian Braid na conceção do PADL (Part and Assembly Description
Language), contribuiu para o desenvolvimento da modelação sólida. Este tipo de
modelação permite a verificação de interceções, onde é testado se existem dois ou mais
objetos a ocupar o mesmo espaço. Uma característica da modelação sólida é a
possibilidade das geometrias serem seccionadas, algo que não acontece com a modelação
de superfícies19.
Figura 7 – Conceção de modelo sólido.
No inicio dos anos 80, o surgimento das estações de trabalho UNIX levou ao
desenvolvimento de programas como o CATIA no uso das industrias aeroespacial,
automobilística, entre outras. Todavia o que potencializou a dinamização do CAD foi a
introdução do computador da IBM, tornando o computador uma máquina que estava ao
alcance do publico geral.
Figura 8 – Computador da IBM
17 PC Magazine - Definition of: surface modeling. [Em linha] s.d. [Consult. 05/11/16].
18 MADEIRA, Joaquim João Estrela Ribeiro Silvestre – Modelação Interactiva de Curvas e Superfícies
de Forma Livre. p.11.
19 PC Magazine - Definition of: solid modeling. [Em linha] s.d. [Consult. 05/11/16].
13
Em 1981, um grupo de programadores juntaram-se criando uma empresa, a
Autodesk, de modo a desenvolverem um programa CAD exclusivamente para PC. O
software foi lançado em 1983 e denominava-se de AutoCAD. Alguns exemplos de
projetos concebidos neste software podem ser observados nas figuras abaixo.
Figura 9 – Desenho demonstrativo
concebido por Shaan Hurley.
Figura 10 - Nave espacial Columbia
Foi um marco na história do CAD no modo em que apresentava um aumento de
80% de funcionalidades em comparação com outros programas da concorrência, por 20%
do custo20. Em adição, fomentou uma mudança no mercado, no aspeto que anteriormente
o mercado do CAD era dominado por grandes empresas como a IBM, AT&T, entre
outras. Desde deste momento, funcionalidades avançadas de desenho bem como de
engenharia tornaram-se mais económicas, todavia apenas abrangia a maioria do software
de modelação bidimensional21.
Desde do seu lançamento, os criadores do AutoCAD perceberam a importância
das ferramentas de programação na modelação ao introduzirem uma interface de scripting
no programa. Isto permitia que os utilizadores desenvolvessem soluções para os seus
problemas sem a necessidade de recorrerem à Autodesk para idealizarem uma solução
para o problema em causa22.
20 COHN, David - Evolution of Computer-Aided Design. [Em linha] 2010. [Consult. 05/11/16].
21 3D Innovations - The History of Computer-Aided Design (CAD). [Em linha] 2013. [Consult.
06/11/16].
22 DAVIS, Daniel - A History of Parametric. [Em linha] 2013. [Consult. 27/09/16].
14
Modelação por Características
O software de modelação tridimensional tornou-se consideravelmente mais
acessível com o lançamento do programa Pro/ENGINEER em 1987, tratava-se de um
programa baseado em técnicas paramétricas e modelação sólida para definir as diversas
partes e componentes a modelar23. Contudo este programa foi concebido para correr em
máquinas UNIX pela falta de capacidade dos computadores pessoais tinham de correr
programas baseados em CAD 3D.
Isso alterou-se na década de noventa quando o computador começou a ser capaz
de lidar com o nível de processamento necessário para correr programas CAD 3D. Como
tal, levou ao aparecimento de vários programas CAD para os mais diversos propósitos.
Destacam-se os programas Solidworks baseados numa modelação paramétrica de
características ou o programa TriSpective que utilizava uma modelação paramétrica
baseada no histórico. Ambos foram lançados em 199524.
Os programas evoluíram assim para uma modelação tridimensional paramétrica,
frutos dos diversos avanços alcançados anteriormente. Com a crescente acessibilidade de
computadores e aumento do número de programas direcionados a áreas especificas,
permitiu que mais arquitetos bem como designers começassem a fazer uso destas
tecnologias no seu trabalho.
Da capacidade de modelação em três dimensões permitiu o aparecimento de
modelos mais detalhados. Devido à sua natureza tridimensional tornou-se possível uma
melhor compreensão do modelo concebido, no modo que é possível interagir com o
mesmo e explorar as diferentes vistas e componentes, tal como se pode observar na figura
abaixo de um pistão. O exemplo que se segue pretende apenas ilustrar as capacidades
gerias dos programas 3D e não de um software em especifico.
23 Ibid.
24 Intel Fix - Brief Overview of CAD Development Since 1970. [Em linha] 2015. [Consult. 06/11/16].
15
Figura 11 – Modelo 3D Figura 12 – Explosão dos diversos
componentes
Na figura 11 encontra-se ilustrado o pistão com todos os seus componentes
montados, o qual pode ser observado de diferentes ângulos de modo a se compreender a
sua forma de uma visão geral. Porém, estando montado não se consegue ter uma ideia de
como os diversos elementos individuais, algo que tratando-se de um modelo
tridimensional é simples superar. Como se observa na figura 12, é possível explodir os
diversos componentes permitindo a sua visualização sem perder quaisquer informações.
Em adição, dos modelos tridimensionais tornou-se possível a extração dos
diversos desenhos técnicos do objeto. Com isto deixou de existir a necessidade de
conceber os diferentes desenhos e de modificar cada um deles quando surgisse uma
alteração. Bastava então modificar o modelo que os desenhos resultantes iriam assumir
as mudanças implementadas.
Figura 13 – Vista obtidas do modelo 3D
16
Na figura acima é possível observar um dos componentes do modelo
anteriormente apresentado e os respetivos desenhos técnicos extraídos do modelo
tridimensional. Deste modo, onde antes existia a necessidade de diversos desenhos
técnicos para ilustrar um único modelo, passou-se a necessitar apenas do ficheiro 3D, o
qual contém toda a informação necessária. “O ficheiro constitui-se assim como elemento
comunicacional que integra toda uma complexa estrutura de complementaridades que
caracterizam a sociedade de informação e os seus processos produtivos”25.
Atualidade
Deste modo o CAD pode ser descrito atualmente como um “(…) software que
apresenta um conjunto de comandos específicos para operações de desenho (linhas,
polígonos, sólidos geométricos) e sua manipulação (ampliação, deformação, mudanças
de escala, cópias, translações, etc.). Estes comandos estabelecem com o utilizador uma
‘interface’ direta e fácil, de acesso ao desencadeamento de cada algoritmo ou algoritmos
do domínio da Computação Gráfica – ciência multidisciplinar que relaciona aspetos da
matemática, da geometria e da ciência computacional”26. Atualmente, as interfaces de
scripting encontram-se disponíveis em diversos programas pelos benefícios de oferecem
na modelação. O desenvolvimento das tecnologias CAD vem acompanhando a constante
necessidade do mercado de conceber produtos num menor espaço de tempo. Tal como
afirma Bill McClure27, “está a ser pedido a engenheiros e designers para criar mais, mais
rapidamente e com uma melhor qualidade”28. Para o conseguirem, auxiliam-se dos mais
variados tipos de programas no desenvolvimento dos projetos. Uma das opções
disponíveis baseiam-se em software de modelação baseado no design paramétrico.
25 DIAS, Pedro João Jacinto da Silva - Design e Auto-produção: Novos paradigmas para o design de
artefactos na sociedade pós-industrial. A contribuição das tecnologias digitais. p.67.
26 SILVA, Arlindo; [et al.] – Desenho Técnico Moderno. p.12.
27 Bill McClure é o Vice-presidente do Desenvolvimento de Produtos na Siemens (PML – Product Lifecycle
Management).
28 Tradução livre do Inglês - “Engineers and designers are being asked to create more, faster, and with
higher quality”. COHN, David - Evolution of Computer-Aided Design [Em linha] 2010. [Consult.
17/09/16].
17
3. Design Paramétrico
“O computador não projeta. É apenas uma ferramenta”29.
Jack Anderson
O computador não substitui a capacidade humana de idealizar, este é apenas
utilizado numa fase mais tardia onde já se possui uma visão do que se pretende conceber,
por essas razões ainda se recorre ao papel e a uma caneta para elaborar esquiços rápidos.
A rapidez e a fluidez que lhes estão associadas, fazem delas as ferramentas ideais para
apontar as ideias que surgem no momento, sem que seja necessário compreender como
um dado programa funciona, é um processo intuitivo que se tem desenvolvido ao longo
da vida do utilizador. Todavia, com a contante experimentação de determinados
programas, o utilizador começa a criar um entendimento sobre como este funciona,
permitindo-o conceber as suas ideias.
Com o aumento do acesso aos computadores e a progressiva introdução do mesmo
no trabalho do designer, foram surgindo diversas opções com que este podia trabalhar.
Atualmente, a maioria destas opções assentam em sistemas paramétricos, contudo a
presente investigação foca-se na conceção de modelos paramétricos pelo utilizador e não
em programas que operem numa organização paramétrica. Mediante o exposto,
considera-se essencial a compreensão do termo “design paramétrico” antes de se
progredir para uma analise sobre o que consiste.
3.1. Definição de Design Paramétrico
A presente definição encontra-se dividida em dois momentos, o primeiro diz
respeito a uma análise etimológica da palavra parâmetro e o segundo corresponde a
29 Citação de ANDERSON, Jack. In SUPON DESIGN GROUP - INTERNATIONAL BOOK DIVISION
- Computer generation: how designers view today's technology. p. xii.
18
definições de profissionais da área. Iniciando com o aspeto etimológico, a palavra
parâmetro tem origem nas palavras gregas para e metron. Para, possui o significado de:
no ou ao lado de, lado a lado, além de. Este prefixo designa objetos ou atividades
auxiliares ou derivadas pela palavra base30. No que toca à palavra metron esta significa
medida31. Juntos originam a palavra parâmetro que segundo o dicionário de língua
portuguesa indica a “designação atribuída a variável com função especial, como a função
de individualizar os elementos de uma determinada família”32. Conforme a área em que
atua, a termo assume especificidades diferentes. Na matemática é a “designação atribuída
a variável com função especial, como a função de individualizar os elementos de uma
determinada família”33, enquanto num ambiente computacional o termo parâmetro
assume-se como “uma variável que deve ser dada um valor específico durante a execução
de um programa ou de um procedimento dentro de um programa”34. Por outras palavras,
os parâmetros determinam os limites de atuação.
Prosseguindo para o segundo momento, vários especialistas deram o seu
contributo dando a sua versão do que consideram o design paramétrico. Segundo o Chido
Studio35 o “design paramétrico é a abstração de uma ideia / conceito, relacionando
processos geométricos e matemáticos; os quais nos permite manipular com maior
liberdade e precisão o nosso projeto e alcançar melhores resultados”36. No que toca a
definições por parte de autores, Patrik Schumacher37 afirma que o design paramétrico “é
30 DICTIONARY.COM – Para. [Em linha] 2005. [Consult. 06/03/2016].
31 DICTIONARY.COM – Metron. [Em linha] 2005. [Consult. 06/03/2016].
32 VAZA, Mestre Aldina, [et.al] – Dicionário Verbo Língua Portuguesa. p. 853.
33 Ibid.
34 Tradução livre do Inglês - - “a variable that must be given a specific value during the execution of a
program or of a procedure within a program”. DICTIONARY.COM – Parameter. [Em linha] 2005.
[Consult. 06/03/2016].
35 Chido Studio é uma plataforma para a investigação e exploração de design paramétrico / generativo
aplicado ao design industrial, arquitetura e arte digital através de linguagens de programação, para criar
novas estratégias para a conceção e fabricação digital. Chido Studio Collective – História. [Em linha] 2016.
[Consult. 11/10/16].
36 Tradução livre do Espanhol - “El diseno parametrico es la abstraccion de una idea/ concepto, relacionando
procesos geometricos y matematicos; los cuales nos permiten manipular com mayor libertad y precision
nuestro diseno y llegar a resultados optimos”. Chido Studio – Diseño Paramétrico: Implementation y
Aplicaciones. [Em linha] 2011. [Consult. 16/11/16].
37 Patrik Schumacher é um arquiteto inglês e autor de diversos artigos e livros sobre a temática do
parametricism. Patrik completou o seu diploma em arquitetura na Universidade Stuttgart em 1990. Em
1999 recebeu o seu grau de doutoramento pela Universidade de Klagenfurt. Atualmente é parceiro no atelier
Zaha Hadid Architects em Londres. AD Parametricism 2.0: Rethinking Architecture’s Agenda for the
21st Century. p. 7.
19
a ferramenta usada para conceber estruturas e contruir elementos baseados em certos
parâmetros, escolhidos pelo designer, com a ajuda da tecnologia CAD”38. Wassim Jabi
considera o “Design Paramétrico: Um processo baseado num pensamento com algoritmos
que permite a expressão de parâmetros e regras que, juntos, definem, encodam e
clarificam a relação entre o objetivo do projeto e a resposta do projeto”39.
Após a apresentação destas diversas definições de design paramétrico é possível
chegar a um consenso geral. O design paramétrico é então um processo baseado nas
tecnologias CAD em que os diversos elementos são definidos por parâmetros
estabelecidos, os quais possuem relações entre si, delimitadas pelo designer que
determinam o resultado final.
3.2. Design Generativo
Dentro da temática, o design generativo surge como um termo recorrente quando
se fala de design paramétrico, como tal, uma compreensão do termo é necessária. Indo ao
encontro da origem da palavra principal, gerar, esta possui o significado de “conceber,
produzir, originar”40. Sobre o assunto em foco, Sivam Krish define o design generativo
como a “exploração do processo projetual constrangido parametricamente e conduzido
pelo designer, operando com base no histórico dos sistemas CAD paramétricos
estruturados para sustentar o projeto como um processo emergente”41. É ainda a
“tecnologia que imita a abordagem evolutiva da natureza para projetar. Ela começa com
os objetivos projetuais e, em seguida, explora todas as possíveis permutações de uma
38 Tradução livre do Inglês - “It is a tool used for designing structures and building elements based on
certain parameters, chosen by the designer, with the help of Computer Aided Design Technology”. Citação
de SCHUMACHER, Patrik. In NATH, Mriganka – Parametric Architecture: Total Fluidity. p. 6.
39 Tradução livre do Inglês - “Parametric Design: A process based on algoritmic thinking that enables the
expression of parameters and rules that, together, define, encode and clarify the relationship between design
intent and design response”. AD Parametricism 2.0: Rethinking Architecture’s Agenda for the 21st
Century. CASTLE, Helen, ed. London: John Wiley & Sons. 2016, nº 240. p. 20.
40 INFOPEDIA.PT – Gerar [Em linha] 2016 [Consult. 18/03/2016].
41 Tradução livre do Inglês - “(…) a designer driven, parametrically constrained design exploration process,
operating on top of history based parametric CAD systems structured to support design as an emergent
process”. KRISH, Sivam – A practical generative design method. Computer-Aided Design [Em linha]
vol.43, nº1 (2011), p. 90. [Consult. 22/03/2016].
20
solução para encontrar a melhor opção”42. Asterios Agkathidis considera que “no geral
pode ser descrito como a metodologia projetual onde a geração da forma baseia-se em
regras ou algoritmos, normalmente derivados de ferramentas computacionais, tais como
o Processing, Rhinoceros, Grasshopper e outras plataformas de script”43. No que toca ao
seu objetivo, Aish Shea afirma que os “sistemas de design generativos visam criar novos
processos de conceção que produzam projetos espacialmente novos e também eficientes
e edificáveis através da exploração das capacidades de computação e de manufatura
atuais”44. O Design Generativo pode ter diversas aplicações, quer na arte quer na industria,
porém, tendo em conta a área de investigação, não se irá seguir na direção do design
generativo como arte, nem como em aplicações gráficas.
Numa forma esquemática, a ilustração abaixo exemplifica as diversas fases no
processo de conceção aquando se recorre a um processo de design generativo.
Figura 14 – Esquema do processo do design generativo
42 Tradução livre do Inglês - “Generative design is a technology that mimics nature’s evolutionary approach
to design. It starts with your design goals and then explores all of the possible permutations of a solution to
find the best option.” AIRBUS - Reimagining the future of air travel [Em linha] 2016. [Consult.
16/08/2016].
43 Tradução livre do Inglês - “Overall it can be described as a design method where generation of form is
based on rules or algorithms, often deriving from computational tools, such as Processing, Rhinoceros,
Grasshopper and other scripting platforms”. AGKATHIDIS, Asterios – Generative Design. [Em linha]
2015. [Consult. 26/09/16].
44 Tradução livre do Inglês - “generative design systems are aimed at creating new design processes that
produce spatially novel yet efficient and buildable designs through exploitation of current computing and
manufacturing capabilities”. KRISH, Sivam – A practical generative design method. Computer-Aided
Design [Em linha] vol.43, nº1 (2011), p. 90. [Consult. 22/03/2016].
21
Neste esquema é possível identificar quatro momentos: a Ideação, as Regras do
Algoritmo e os Resultados. Referido no livro Generative Gestaltung, os autores definem
o design generativo como “um processo cíclico baseado numa ideia simples e abstrata, a
qual é aplicada a uma regra ou algoritmo. Esta é depois traduzida para um código fonte,
o qual produz uma resposta em série pelo computador. A resposta regressa através de um
loop de pareceres, que permite ao designer reconfigurar o algoritmo e o código fonte. É
uma operação iterativa, que depende na troca de pareceres entre o designer e o sistema
concebido”45.
No design generativo é necessário compreender os resultados para deste modo o
modificar e explorar novas escolhas que levem a especular sobre qual o potencial do
projeto46. Uma vantagem de usufruir de diversas alternativas projetuais é existir a
possibilidade de escolha de uma opção que melhor responde ao problema existente num
vasto leque de opções.
Em termos projetuais, Krish ilustra a abordagem de um designer quando recorre
a um processo de design generativo, para tal, utilizou o exemplo de um MP3. O primeiro
passo consiste na exploração do modelo inicial onde apenas se trabalham os elementos
importantes.
Figura 15 – Formas elementares geradas
45 Tradução livre do Inglês - “as a cyclical process based on a simple abstracted idea, which is applied to a
rule or algorithm. It then translates into a source code, which produces serial output via a computer. The
outputs return through a feedback loop, enabling the designer to reinform the algorithm and the source
code. It is an iterative operation, relying on the feedback Exchange between the designer and the design
system”. AGKATHIDIS, Asterios – Generative Design. [Em linha] 2015 [Consult. 26/09/16]. p.16.
46 BURRY, Mark – Scripting Cultures: Architectural design and programing. p.8.
22
No caso em foco, o componente principal a ser estudado corresponde ao aspeto
formal do MP3. É possível constatar elementos que são comuns a todas as formas, esses
correspondem aos parâmetros definidos pelo designer. Alguns aspetos observados são a
moldura em torno do objeto ou a curvatura no topo e no fim do objeto, agora a disposição
dos mesmos e a relação entre eles é que está sujeita a modificações. Como exemplo
aponta-se as diferentes propostas geradas ao modificar a altura e largura do aparelho. Para
além das diferenças de tamanhos serem evidentes, é de notar que a localização do ecrã
varia de tamanho bem como o posicionamento no objeto.
Após a escolha da forma que melhor responde ao problema, o designer pode então
explorar os detalhes do objeto. Na figura seguinte encontram-se representadas algumas
das possibilidades de botões testadas.
Figura 16 – Variações dos botões do MP3
Os botões variam na sua posição e formato, todavia um aspeto transversal é o uso
de três botões. Contudo, o tamanho de cada botão e a sua disposição, bem como a
espessura da moldura variam de exemplo para exemplo. Sobre o exemplo em estudo,
Krish esclarece que o projeto foi concebido por um designer industrial especialista em
design generativo o qual consegue produzir projetos complexos. Possuindo os
conhecimentos necessários permite fazer uso da capacidade do design generativo e
modificar o projeto diretamente no modelo CAD em qualquer momento do projeto47. O
que por sua vez retorna com novas soluções que terão de ser avaliadas até se alcançar a
um resultado final.
47 KRISH, Sivam – A practical generative design method. Computer-Aided Design [Em linha] vol.43, nº1
(2011), p. 96. [Consult. 22/03/2016].
23
O modelo anterior ilustra de um modo simples como o design generativo
proporciona ao designer um vasto leque de escolhas em que este pode trabalhar e
aperfeiçoar. Num contexto real, os projetos tendem a ser mais complexos com diversas
variáveis onde se incluem os processos de conceção, custos, entre outros. Como tal serão
apresentados três exemplos pela Autodesk de projetos concebidos com recurso a
processos generativos.
Primeiramente, a Airbus, na conceção de uma divisória para o avião A320
recorreu a diversos programas, incluindo um baseado em processos generativos para a
conceção de uma estrutura mais robusta, todavia mais leve.
Figura 17 – Localização da
divisória
Figura 18 – Diversos componentes da divisória
O caso em estudo diz respeito a uma divisória localizada na parte posterior do
avião como pode ser observado na figura 17. A estrutura é constituída por três
componentes: o assento de cabine, a cobertura da divisória biónica e a estrutura da
divisória biónica. As seguintes descrições dizem respeito ao último componente
enunciado. A forma da estrutura baseou-se na imitação dos processos naturais de
crescimento para a otimização da disposição do material.
24
Figura 19 – Estrutura final Figura 20 – Alguns resultados dispostos num gráfico
Na figura 20 estão representadas algumas soluções geradas para o projeto de um
total de mais de dez mil opções. Estas encontram-se dispostas num gráfico consoante o
peso e o stress exercido nas diferentes partes da estrutura. Os responsáveis tiveram então
que escolher a proposta em que a estrutura possuísse menos stress, mas que ao mesmo
tempo fosse leve, pois na aviação a redução do peso final da aeronave significa poupanças
em combustível, que se traduz em lucro para a empresa, entre outros aspetos. Uma peça
tão complexa como esta apenas é possível concretizar com recurso às tecnologias de
impressão 3D. Como tal, a estrutura foi dividida em diversas partes, as quais seriam
unidas posteriormente, formando assim a estrutura final ilustrada na figura 19.
O segundo exemplo a abordar, trata-se dos ténis Architech da Under Armour. De
forma a criar um modelo mais versátil, esta empresa virou-se para a design generativo
para desenvolver um produto de alta performance que fosse leve e que ao mesmo tempo
absorvesse os impactos dos treinos mais intensivos. A escolha da impressão 3D como
método de fabricação não se deveu apenas pelas limitações formais, mas pelo uso de uma
combinação de polímeros e elastômeros o custo de produção ser menor recorrendo a
técnicas de manufatura digital do que técnicas tradicionais48.
48 WATKIN, Hanna - Under Armour Release 3D Printed “Architect” Sneakers [Em linha] 2016.
[Consult. 11/10/16].
25
Figura 21 – Ténis Under Armour Architech Figura 22 – Detalhes da sola
Para o conseguir, a Under Armour recorreu ao Autodesk Within para conceber a
malha da sola. “O programa Within é um algoritmo de auto-aprendizagem que utiliza os
insucessos para produzir menos erros em projetos futuros. À medida que o programa gera
propostas, este testa os limites de stress e de funcionalidade de cada um. Se um design
falhar, é descartado e o programa descobre porque falhou e previne a mesma falha em
iterações futuras do projeto. (…) Se o resultado não é o ideal, apenas é necessário
modificar os parâmetros para lidar com as fraquezas e o Within simplesmente volta a
testar”49. Isto permitiu conceber uma sola que cumprisse os requisitos necessários.
Por último, apresenta-se um drone concebido para ilustrar as capacidades do
Project Dreamcatcher da Autodesk. O projeto em causa mostra como tendo um conjunto
de elementos fixos permite ao programa conceber diversas estruturas.
Figura 23 – Fases projetuais do produto
A abordagem de projeto consiste em quatro fases que se apresentam acima onde
se definiu os diversos componentes e parâmetros que levou a que o programa gerasse
49 Tradução livre do Inglês - “The Within program is a self-learning algorithm that uses its failures to make
fewer mistakes on future designs. As the program creates concepts, it tests the stress limits and functionality
of each one. If a design fails, it is discarded and the program learns why it failed and prevents the same
failure in future iterations of the design. (…) If the result isn’t the ideal solution, they simply need to tweak
the parameters to address the weakness and Within simply goes back to work.”. GRUNEWALD, Scott J -
Under Armour Unveils a New 3D Printed Training Shoe Designed with Autodesk Software [Em linha]
2016. [Consult. 12/09/16].
26
diversas opções. Dessas opções o designer explora a que melhor se integra nos critérios
selecionados para depois o produzir. Nas imagens abaixo estão ilustrados alguns dos
resultados obtidos. Tal como foi referido anteriormente, a abordagem não é sequencial, a
qualquer momento é possível regredir e modificar os parâmetros até se alcançar o modelo
ideal antes de o produzir.
Figura 24 – Modelos gerados pelo computador
As propostas apresentadas variam largamente entre elas com exemplos onde é
aplicado mais material até exemplos onde existe uma disposição de material menor.
Todas possuem as suas vantagens e desvantagens desde um maior peso da estrutura que
iria comprometer a eficácia do drone, até às que menos material possuem, mas a
integridade estrutural pode ficar comprometida. O papel do designer cabe em selecionar
aquela que melhor se adequa ao propósito em causa.
Os exemplos abordados mostram o aproveitamento das ferramentas de
manufatura digital na conceção de projetos complexos gerados pelo design generativo,
que de outro modo ou seriam impossíveis de fabricar, ou seriam demasiado dispendiosos.
Todavia, ilustram como o design generativo é empregado nas mais diversas áreas, desde
da engenharia ao design.
Sivam Krish levanta um ponto pertinente sobre a utilização do computador no
projeto. Este afirma que os métodos automatizados disponíveis de exploração projetual
encontram-se disponíveis para quando os aspetos do projeto estão bem delineados, ou
seja, num momento mais avançado. Krish sugere que o design generativo pode ser
utilizado numa fase conceptual onde o projeto ainda está a ser planeado, pois a exploração
de possibilidades do modelo numa etapa inicial é mais benéfico do que o otimizar no final
onde existem poucos meios para o fazer. Todavia, existem diversos desafios que
previnem que o CAD seja utilizado numa fase inicial, entre eles a dificuldade do CAD
27
suportar o design conceptual, a importância que o desenho apresenta, a natureza caótica
do processo de design, entre outros50. Sobre o assunto, Robert Woodbury afirma que “por
vezes um único modelo substitui páginas de desenhos manuais. Por outro lado, modelos
paramétricos são definitivos, são estruturas complexas que levam tempo a criar. Muito
frequentemente, não são rápidos. Um desafio para dos desenvolvedores de sistemas é
permitir uma rápida modelação, de forma a que os seus sistemas consigam melhor servir
o esboço no design”51. Ambos os autores esperam que os avanços tecnológicos permitam
que as tecnologias se tornem intuitivas o suficiente que levem à utilização de programas
numa etapa inicial do projeto.
Após a exposição dos diversos argumentos, observa-se a existência de um ponto
comum no design generativo: a aleatoriedade controlada. Isto no aspeto de que embora
existam parâmetros impostos pelo designer, são gerados diversos resultados pelo
computador que procuram responder ao problema, mas que não tinham sido totalmente
planeados anteriormente. Consideram-se aleatórias na forma que na fase onde estas
opções são concebidas, o designer não detém controlo total sobre o os cálculos efetuados,
ou seja, estabelece as regras onde o computador deve seguir para de seguida melhorar e
selecionar as opções resultantes. A fase entre os parâmetros e a escolha do resultado é
aleatoriamente controlada. Como tal, um modelo paramétrico pode conduzir à
imprevisibilidade mesmo tendo sido calculado o modo a seguir52. Deste modo pode
originar resultados que não foram considerados no projeto mas que no final conseguem
responder ao que é pedido e assim influenciar a tomada de decisões do designer.
Tanto o design paramétrico como o design generativo caracterizam-se pela
utilização de software baseado em tecnologia CAD e ambos recorrem a parâmetros para
restringir o processo de conceção, todavia no design generativo os resultados são gerados
pelas informações introduzidas, enquanto numa conceção puramente paramétrica o
50 KRISH, Sivam – A practical generative design method. Computer-Aided Design [Em linha] vol.43, nº1
(2011), p. 89. [Consult. 22/03/2016].
51 Tradução livre do Inglês - “Sometimes a single model replaces pages of manual sketches. On the other
hand, parametric models are definite, complex structures that take time to create. Too often, they are not
quick. A challenge for system developers is to enable rapid modeling, so that their systems can better serve
sketching in design”. WOODBURY, Robert – Elements of Parametric Design. p.36.
52 Tradução livre do Inglês - “A parametric model can thus become a vehicle on a path from known to
unknown, from predictable to unpredictable”. AD Parametricism 2.0: Rethinking Architecture’s
Agenda for the 21st Century. CASTLE, Helen, ed. London: John Wiley & Sons. 2016, nº 240. p.56.
28
designer idealiza todas as relações projeto. No que diz respeito à presente dissertação,
considera-se apenas relevante abordar apenas o design paramétrico de modo a restringir
a dissertação a um tema, onde o designer concebe e detém controlo sobre todos os aspetos
do que projeta, sem estar sujeito à aleatoriedade controlada do design generativo.
3.3. Enquadramento Histórico
Numa perspetiva histórica do tema, a ideia de paramétrico surgiu diversas vezes
na história da humanidade. Utilizações de parâmetros como restrições de projeto podem
ser encontrados em diversas ocasiões ao longo da história, desde do alinhamento das
pirâmides egípcias com as estrelas até às proporções das colunas gregas. Sendo o foco
principal desta dissertação, o design paramétrico inserido em ambiente computacional a
análise histórica será dividida entre Projetos Paramétricos Analíticos (realizados num
ambiente não computacional) e Projetos Paramétricos Digitais (concretizados recorrendo
a computadores e a programas para a realização dos projetos). A análise analítica
considera-se relevante para a compreensão de como as técnicas de conceção evoluíram,
de um modo manual para um modo computacional.
3.3.1. Projetos Paramétricos Analíticos
Antes do aparecimento do computador os projetos eram desenvolvidos com
recurso a técnicas manuais, utilizando os mais variados materiais. Os exemplos que se
seguem dizem respeito à área da arquitetura, no qual se inserem alguns projetos relevantes
na proliferação da temática. Antoni Gaudí e Frei Otto são alguns arquitetos que
empregavam modelos flexíveis de forma a trabalharem com uma maior “liberdade”.
Iniciando com Gaudí, um dos seus trabalhos mais notáveis consiste na Basílica da
Sagrada Família em Barcelona. Foi a obra mais complexa o qual dedicou mais de quarenta
29
anos da sua vida, de 1883 até 1926. Gaudi preferia o uso de modelos a desenhos para
projetar. O método que usava era de alguma forma um processo paramétrico do modo em
que os seus modelos possuíam alguma flexibilidade e reagiam às modificações
implementadas. Tal como é possível observar na figura 25, o uso de fios com os pesos
visava simular a estrutura de uma forma invertida e pela forma como se encontrava
concebida, era possível adaptar a maquete às necessidades que surgiam. Como exemplo,
ao modificar o posicionamento das correntes na base, a estrutura ir-se-á acomodar às
mudanças, dando lugar a uma nova forma estrutural53.
Figura 25 – Modelo analítico da Sagrada Família Figura 26 – Detalhes das correntes.
Analisando os detalhes do modelo na figura 26, denota-se como os fios se
acomodam a uma forma de um arco devido ao peso exercido pelos pequenos sacos
espalhados em pontos específicos.
Frei Otto, um arquiteto alemão, pioneiro no uso de materiais leves na conceção de
tendas inspiradas na natureza, recorria a modelos flexíveis nos diversos estudos que
conduzia. Otto recorria à exploração de objetos primitivos, mas a sua maior descoberta
foi a plasticidade da bolha de sabão. Ao estabelecer pontos base, Otto observou que a
membrana assumia os pontos adicionados, criando assim uma superfície conformada54.
53 GOMEZ-MORIANA, Rafael - Gaudí’s hanging chain models: parametric design avant la lettre?
[Em linha] 2012. [Consult. 26/09/16].
54 WAINWRIGHT, Oliver - Frei Otto: the titan of tent architecture. [Em linha] 2015. [Consult.
27/09/16].
30
Figura 27 – Testes com bolhas de sabão. Figura 28 – Estudo do suporte de membranas de rede
com cordas.
Otto conduziu este e outros estudos no Institute of Lightweight Structures da
Universidade de Stuttgart. Na figura 27, retirada de um vídeo que contemplava diversas
experiencias realizadas no instituto, observa-se como a membrana de sabão se molda à
tensão imposta pelo fio. Com base nos resultados obtidos, recriou as experiências
recorrendo a redes e cordas como se pode observar na figura 28. Estes testes serviram de
base para futuros projetos de Otto, tais como: o estádio olímpico de Munique para os
Jogos Olímpicos de 1972, o telhado do Salão Multiusos em Mannheim, entre outros.
Ambos os autores apresentam projetos paramétricos recorrendo a técnicas
analógicas do modo em que os modelos reagem às modificações implementadas. Tanto
Gaudi como Otto projetavam com ferramentas que estavam disponíveis na altura e que
consideravam mais adequadas para a sua forma de trabalhar. Com o desenvolvimento do
computador e consequente introdução no leque de ferramentas ao dispor do designer,
tornou-se possível simular técnicas como as anteriormente mencionadas em programas
especialmente desenhadas para o efeito.
3.3.2. Projeto Paramétrico Digital
Ao longo do desenvolvimento dos sistemas CAD, foram vários os projetos que
foram surgindo tirando partido de programas paramétricos, os quais vinham a explorar a
crescente capacidade do computador de executar projetos de grande complexidade. Um
dos primeiros exemplos de como a modificação de certos parâmetros condicionavam o
31
resultado projetual atribui-se ao arquiteto Luigi Moretti com um modelo de um estádio.
Este projeto foi apresentado na sua exposição intitulada Parametric Architecture na 12ª
Trienal de Milão em 1960.
Figura 29 – Maquete do Estádio N Figura 30 – Exemplos da reação
do projeto aquando se altera
alguns parâmetros
Moretti auxiliou-se de um modelo de um estádio de modo a ilustrar como o projeto
se podia modificar em torno dos dezanove parâmetros. Estes iam desde do ângulo de
observação do espetador aos custos do betão. Segundo Moretti, o design paramétrico
baseava-se na definição de relações entre os valores dependentes dos vários parâmetros55.
Na figura 29 encontra-se ilustrada uma maquete de uma das soluções concebidas. Outros
exemplos de soluções possíveis apresentam-se na figura 30 onde conforme os valores
introduzidos o resultado variava. As duas propostas apresentadas servem para demonstrar
como os resultados podem variar imenso, mas mantendo as relações entre os diversos
parâmetros.
Os projetos apresentados são algumas referencias daquilo que é precedente e que
direcionou o que hoje se idealiza, e foram ainda pilares importantes para o
desenvolvimento da temática no correr dos anos.
55 DAVIS, Daniel - A History of Parametric. [Em linha] 2013. [Consult. 27/09/16].
32
3.4. Elementos de um Sistema Paramétrico
Como todos os sistemas, estes funcionam através de um conjunto de regras que o
caraterizam e ditam como tudo deve funcionar. Focando em programas paramétricos,
existem elementos que estão associados a estes sistemas, os quais necessitam de ser
compreendidos. Sendo o universo do tema vasto, considera-se os tópicos mencionados
abaixo os mais relevantes a estudar por terem sido diversas vezes mencionados durante a
investigação. Mediante o exposto, os elementos a abordar consistem na:
Programação
Script
Algoritmo
Programação
Todos os programas têm por base algo que os faz operar, tudo carece de uma
programação que diga o que deve fazer e como o fazer. O mesmo aplica-se na modelação,
é necessário indicar ao programa como o fazer e é aí onde o designer intervém. Para o
fazer é necessário utilizar uma linguagem em que o programa no qual está a trabalhar
reconheça. Na programação textual existem diversos tipos de linguagens, as quais se
assemelham a uma linguagem natural. Estas linguagens, para que sejam bem definidas o
uso da gramática é essencial56. De modo a distanciar-se desta abordagem de programação
textual, surgiram outros modos de programação, em especial a programação visual, a qual
será analisada num outro ponto.
56 Tradução livre do Inglês - “Today, grammars are essential to the definition of computer programing
languages.”. KNIGHT, Terry W. – Transformations in Design: a Formal Approach to Stylistic Change
and Innovation in the Visual Arts. p.25.
33
Script
O scripting é uma ferramenta que permite colmatar lacunas que existam na
interface do programa, permitindo assim manipular a geometria através da introdução e
manipulação de código. Deste modo considera-se o Scripting como “(…) a capacidade
oferecida por quase todos os programas de design que permitem ao utilizador adaptar,
customizar ou completamente reconfigurar o software em torno das suas predileções e
modos de trabalho”57. Pode-se considerar o script como um programa destinado a realizar
determinada tarefa. Como exemplo de ferramentas de introdução de scripts na modelação,
destaca-se o MaxScript e RhinoScript disponíveis nos programas 3DS Max e Rhinoceros,
respetivamente. Isto ainda é uma técnica recente aquando se aplica na conceção de
projetos, como tal, os designers ainda estão a explorar o scripting como ferramenta a que
possam recorrer nos seus projetos58. Para além disto, programar não é uma faculdade que
muitos designers possuem. O scripting é composto por dois ambientes de trabalho:
O editor (A).
O ambiente de modelação 3D (B)59.
Figura 31 – Os dois ambientes de trabalho no scripting
57 Tradução livre do Inglês - “(…) scripting is the capability offered by almost all design software packages
that allows the user to adapt, customise or completly reconfigure software around their own predilection
and modes of working”. BURRY, Mark – Scripting Cultures: Architectural design and programing. p.008.
58 Ibid. p.053.
59 TEDESCHI, Arturo – AAD_Algotithms-Aided Design. p. 24.
34
Disto são produzidos dois resultados:
O algoritmo.
O resultado do algoritmo, constituído por geometrias 3D e 2D60.
No editor (A) são especificadas as diferentes relações geométricas, as quais vão
ser traduzidas visualmente no ambiente de modelação 3D (B).
Um exemplo da utilização de scripts para gerar geometrias pode-se apontar a Mark
Burry em 1992 quando este necessitava criar um modelo de hipérboles paramétricas para
a Sagrada Família. Devido à inexistência de tal função no AutoCAD, em vez de requerer
à Autodesk uma solução, desenvolveu-a utilizando a interface de scripting do
AutoCAD61.
Algoritmo
Numa descrição geral, pode-se considerar que um algoritmo “um conjunto de
passos para realizar uma tarefa”62. Na ciência computacional, um algoritmo apresenta-se
como um “conjunto de passos para que um programa de computador possa realizar uma
tarefa”63. De uma forma muito simplificada, Arturo Tedeschi exemplifica como um
algoritmo funciona. Arturo compara um algoritmo a uma receita.
0. Misturar ingredientes;
1. Deitar na panela;
2. Cozer o bolo no forno;
3. Remover o bolo do forno
4. Arrefecer
60 Ibid.
61 DAVIS, Daniel - A History of Parametric. [Em linha] 2013. [Consult. 27/09/16].
62 Tradução livre do Inglês - “(…) a set of steps to accomplish a task”. Khana Academy - What is an
algorithm and why should you care? [Em linha] s.d. [Consult. 11/10/16].
63 Tradução livre do Inglês - “(…)is a set of steps for a computer program to accomplish a task”. Ibid.
35
A semelhança assenta-se na sequencia ordenada de passos que tanto um algoritmo
como uma receita necessitam de atravessar de modo a alcançar o objetivo pretendido, que
no caso em questão trata-se da conceção de um bolo. Em suma, um algoritmo detém um
conjunto de instruções.
Figura 32 – Representação esquemática de um algoritmo
Para as instruções codificadas produzirem um resultado necessitam uma ou mais
entradas que lhe conceda as informações necessárias para a tarefa em questão. Quando
existirem as informações necessárias é então produzida uma resposta de saída.
Aplicado à área da modelação, os algoritmos podem representar um conjunto de
instruções de como alcançar geometrias. “Os algoritmos podem conduzir a geometrias.
(…) Por exemplo, um modelo de um vaso pode ser definido como a revolução do perfil
de uma curva em torno de um eixo, e objetos mais complexos podem ser obtidos ao
estabelecer um conjunto de regras”64. Ou seja, os algoritmos podem representar um
conjunto de passos que definem a geometria do vaso e de como a alcançar. Deste modo
aplicado ao design paramétrico podem considerar-se os passos necessários, onde inclui
as diferentes relações entre os parâmetros de modo a produzir um resultado. O uso de
algoritmos na modelação pode tornar a modificação do projeto mais simples e rápida sem
comprometer a qualidade projetual65. A utilização de algoritmos requer compreender os
resultados e como modificar o código de forma a buscar novas respostas que explorem o
potencial do projeto66. Isto implica compreender o número de passos necessários de modo
a alcançar um dado objetivo e caso seja necessário a sua modificação, o designer deve
saber em que parte do código atuar. Para o conseguir é essencial desconstruir o projeto
num determinado número de partes necessárias.
64 Tradução livre do Inglês - “Algorithms can also lead to geometries. (…) For example, a vase model can
be defined as a revolution of a profile curve around na axis, and more complex objects can be defined by
establishing a set of rules”. TEDESCHI, Arturo – AAD_Algotithms-Aided Design. p. 24.
65 NATH, Mriganka – Parametric Architecture: Total Fluidity. p. 5.
66 AD Computation Works: The Building of Algoritmic Thought. CASTLE, Helen; PETERS, Brady;
KESTELIER, Xavier de, ed. Nº 222 ([March/April 2013])- London: John Wiley & Sons, [2013]. p.10.
Instruções
entrada 1
entrada 2 saída
entrada 3
36
Assim, todos os elementos enunciados apresentam relações entre si, do modo que
um algoritmo sendo um conjunto de instruções, necessita de estar concebido numa
linguagem que o programa no qual vai ser inserido compreenda. Pois uma linguagem não
é transversal a diversos programas e como tal é necessário adaptar ao programa a utilizar,
pois basta um pequeno erro na gramática para que o modelo seja não sucedido.
3.5. Objetivos de uma Modelação Paramétrica
O objetivo primário em qualquer programa de modelação é a conceção de um
modelo virtual. Todavia, ao contrário do que acontece com alguns programas de
modelação, onde se concebe o projeto através da manipulação de geometrias, nos
programas paramétricos o designer necessita de estabelecer as diferentes relações entre
os vários parâmetros, para deste modo produzir um resultado67. Ou seja, o que se concebe
são os diversos parâmetros e não a sua forma68. Esta associação entre diversos parâmetros
obriga a que o projeto seja abordado por partes. É necessário a decomposição do projeto
em elementos individuais onde se resolve cada problema separadamente obrigando a uma
esquematização do problema. Esta abordagem introduz a noção de “marcas” no projeto,
ou seja, partes de um projeto estão relacionadas numa forma coordenada que permite que
estas reajam juntas69. Como tal, não basta apenas o modo como as partes foram divididas,
mas a forma como as ligações estabelecidas entre cada uma delas foram delineadas.
Para exemplificar o que anteriormente foi mencionado, considera-se como objeto
de análise um pente. Elegeu-se este objeto pela sua simplicidade e por ser do
conhecimento do público geral. Observando o pente, é possível identificar elementos
chave, os quais podem ser trabalhados individualmente. Na figura abaixo encontram-se
ilustrados alguns parâmetros que se pode considerar.
67 WOODBURY, Robert – Elements of Parametric Design. p.24.
68 PETERS, Brady; PETERS, Terri - Inside Smartgeometry: Expanding the Architectural Possibilities
of Computational Design. Italy: John Wiley & Sons Ltd, 2013. 271 p. (AD Smart). p.51.
69 WOODBURY, Robert – Elements of Parametric Design. p.11.
37
Figura 33 – Alguns parâmetros de um pente
É possível assinalar dois pontos principais: a alça e os dentes. Cada um pode ser
constituído por diferentes parâmetros, os quais podem ser ajustados conforme as
necessidades do projeto. Portanto, a alça pode conter regras que estabelecem a sua
espessura, largura, bem como a altura; do mesmo modo que os dentes podem ser definidos
pela espessura, frequência e altura dos mesmos. É de notar que a figura apenas demonstra
os diferentes parâmetros que se pode considerar e não as diferentes relações entre cada
um. As diversas relações cabem ao designer as definir. Assim, torna-se possível extrair
diversas versões de um pente, recorrendo apenas a um modelo paramétrico definido tal
como se observa na figura seguinte.
Figura 34 – Resultados possíveis
38
Encontram-se representadas algumas hipóteses de pentes que se poderiam extrair
do modelo. De modo a compreender a ideia exposta num ambiente não abstrato, recorreu-
se ao Grasshopper de modo a ilustrar como os diversos parâmetros que foram
considerados na figura 33 poderiam funcionar recorrendo a um programa.
Figura 35 – Parâmetros considerados. Figura 36 – Diversas variações de pentes
Os exemplos apresentados em cima dizem respeito a um programa que vai ser
explorado em mais detalhe nos capítulos seguintes. Sobre as figuras é possível constatar
à esquerda os diversos parâmetros utilizados e à direita alguns resultados possíveis pela
modificação dos diferentes parâmetros. Como é possível observar, as relações entre os
elementos mantiveram-se, todavia ao alterar os valores dos diferentes elementos resultou
em propostas distintas. Este modelo representa um exemplo simples de como a
desconstrução do objeto em partes que onde as quais podem ser modificadas
individualmente.
Sobre os objetivos de sistemas paramétricos, Robert Woodbury menciona que as
“abordagens paramétricas ao projeto têm como objetivo de fornecer aos designers
ferramentas para capturar decisões projetuais numa forma explícita, aditável, editável e
39
re-executável”70. Explicita no modo em que as relações entre os vários parâmetros são
claros ao utilizador e não se encontram ocultos numa associação que o programa concebe.
Aditável, pois a qualquer altura novas relações entre parâmetros podem ser estabelecidas.
Editável na forma que as relações criadas entre as partes podem ser modificadas e re-
executável no aspeto em que após qualquer modificação no projeto, o resultado acomoda
as novas instruções fornecidas, criando assim uma nova versão do modelo. Devido a esta
reação da geometria às manipulações dos diversos elementos, impõe ao designer que
conheça o modelo em que está a conceber de modo a prever como este se altera. Se não
o souber existe o risco de não saber lidar com as reações do modelo e como as corrigir.
Considerando todos os aspetos mencionados sobre o design paramétrico, onde se
adquiriu uma noção do que é e qual o seu objetivo, é necessário compreender que o uso
de sistemas paramétricos possui aspetos positivos bem como negativos.
3.6. Vantagens e Desvantagens do uso do Design Paramétrico
Tal como todos os programas, estes acatam os seus benefícios e desvantagens o
que podem tornar-se preferíveis em detrimento de outros. Neste ponto serão expostos
argumentos que caracterizam favoravelmente o uso do design paramétrico, bem como o
oposto, para tal estarão organizadas em duas categorias: Benefícios e Desvantagens.
Vantagens
Os programas paramétricos, devido às suas características acatam vantagens sobre
outros tipos de programas de modelação. A organização por parâmetros pode levar a
modelos que correspondem melhor ao contexto, levando à descoberta de novas formas e
70 Tradução livre do Inglês - “Parametric approaches to design aim to provide designers with tools to capture
design decisions in an explicit, auditable, editable and re-executable form”. Ibid. p.26.
40
pode ainda reduzir o tempo e os esforços empregados na modificação e reutilização do
concebido. Em adição, uma melhor compreensão da estrutura concebida pode ser
alcançada71. Esta abordagem permite aos designers conceber novas informações de um
modo eficiente e efetivamente dentro do projeto72. O número de possibilidades possíveis
de criar dentro de um modelo paramétrico é infinito, do modo que ao atribuir diferentes
valores aos parâmetros são criados casos particulares. Isto ocorre pois todas as soluções
são representações geométricas semelhantes que pertencem a um esquema com
dependências dimensionais, relacionais ou operativas. O uso de soluções fixas é rejeitado
abrindo caminho para a exploração de diversas potencialidades73.
Devido à organização do esquema com dependências leva a que o designer
consiga interagir rapidamente com a geometria resultante. Ou seja, ao modificar os
diferentes parâmetros num projeto leva a uma reação no modelo, levando a acomodar
estas modificações instantaneamente. O aspeto interativo é fundamental na modelação
paramétrica contemporânea no modo em que ao interagir com o modelo em tempo real
permite ao designer maximizar o número de interações do projeto e possivelmente
melhorar a sua qualidade74.
Devido à complexidade do projeto é impossível prever exatamente o resultado
final, deste modo ao estabelecer parâmetros no projeto inclui o fator de indeterminação,
o qual pode dar origem a soluções que não estavam previstas75.
Desvantagens
Não existe um programa perfeito, embora os programas paramétricos usufruam
de muitas vantagens, também estes possuem as suas desvantagens, as quais devem ser
71 AISH, Robert; WOODBURY, Robert – Multi-Level Interaction in Parametric Design. p.1.
72 PETERS, Brady; PETERS, Terri - Inside Smartgeometry: Expanding the Architectural Possibilities
of Computational Design. Italy: John Wiley & Sons Ltd, 2013. 271 p. (AD Smart). p.57.
73 Ibid. p.51.
74 ECHENAGUCIA, Tomás Méndez - Computational Search in Architectural Design. p.42.
75 AD Parametricism 2.0: Rethinking Architecture’s Agenda for the 21st Century. CASTLE, Helen,
ed. London: John Wiley & Sons. 2016, nº 240. p.61.
41
consideradas. Como o design paramétrico depende da capacidade do designer definir as
diversas relações, exige a este que se afaste da atividade de conceção e se concentre na
logica por detrás do projeto76. Implica que o designer antes de começar a modelar o
projeto, considere todos os aspetos que possam ocorrer durante a conceção, desde os
relacionamentos entre os diversos parâmetros às possíveis falhas e modificações que
possam ocorrer. Quando essas possibilidades não são consideradas, pode aumentar a
complexidade das decisões a tomar, criando deste modo um aumento no esforço
empregado e no número de elementos que necessitam de atenção77. Este esforço pode
acontecer quando a geometria não se adequa ao pretendido, o que resulta no designer em
reorganizar a estrutura de modo a incluir os parâmetros necessários. Todavia esta
reorganização pode ser tão complexa que por vezes não existe outra opção senão
desmontar o modelo paramétrico e recomeçar78.
Independentemente dos seus benefícios e desvantagens, que são sempre elementos
a considerar quando se opta por um determinado programa, o necessário é trabalhar com
eles e contornar as dificuldades que são apresentadas ao designer. Após a exposição dos
diversos elementos característicos do design paramétrico e existindo diversos programas
que se inserem nesta categoria, a dissertação irá focar-se nos sistemas paramétricos
visuais baseados em nodes.
76 WOODBURY, Robert – Elements of Parametric Design. p.24.
77 AISH, Robert; WOODBURY, Robert – Multi-Level Interaction in Parametric Design. p.1.
78 AD Computation Works: The Building of Algoritmic Thought. CASTLE, Helen; PETERS, Brady;
KESTELIER, Xavier de, ed. Nº 222 ([March/April 2013])- London: John Wiley & Sons, [2013]. p.131.
42
4. Ferramentas Computacionais do Trabalho do Designer
Com a introdução dos sistemas CAD no ambiente de trabalho do designer, a sua
forma de abordar um problema modificou-se. O que antes era planeado recorrendo ao
lápis e ao papel, agora faz-se com uso do computador. A necessidade do uso de esquemas
para o fabrico dos produtos foram substituídos pelos ficheiros com a modelação digital
do produto. A crescente utilização de programas de modelação contribuiu para o
aparecimento de diversos tipos de programas para as diferentes necessidades do
utilizador.
No que toca aos sistemas visuais de programação, estes vieram apresentar um
outro modo de encarar a modelação, de uma forma abstrata todavia visual através da
programação. Como tal, na presente dissertação apenas irão ser considerados programas
baseados em programação visual baseada em nodes, ou seja, que a modelação seja feita
através de mecanismos visuais.
4.1. Sistemas Visuais de Programação
“Se os artistas e designers necessitam de programar, então poderão ficar mais
felizes trabalhando com programas que, de alguma forma, representam os seus próprios
métodos de trabalho”79.
Robin Baker
No entanto, durante vários anos, a programação na modelação estava destinada a
quem tivesse um amplo entendimento sobre a matéria, algo que estava em falta à maioria
79 Tradução livre do Inglês - “If artists and designers need to program, then they may be happier working
with software that to some extent represents their own methods”. BAKER, Robin - Designing the future:
the computer transformation of reality. p.175.
43
dos designers. Os sistemas visuais de programação vieram permitir que fosse possível
programar sem conhecimentos extensos prévios, pelo facto de se tratar de uma abordagem
distinta. As linhas de código foram substituídas por elementos gráficos, os quais surgiram
para desempenhar as mesmas funções. Acresce que, os componentes visuais permitiam
que o utilizador fosse criando uma perceção do método de funcionamento do sistema de
uma forma mais intuitiva. Como tal, a facilidade de uso de um dado programa depende
da linguagem que este aceita, dai os sistemas visuais de programação serem uma
ferramenta adaptada à forma de pensar dos designers, ou seja, adequado a um pensamento
visual.
Este tipo de software de modelação possui dois precedentes notáveis, o
MAX/MSP que era utilizado na sua maioria por músicos e o Sage, posteriormente
denominado de Houdini. que era popular entre artistas de efeitos visuais80.
Figura 37 – Ambiente de trabalho do MAX/MSP Figura 38 – Sage PRISM
Como se pode observar, a área de trabalho baseia-se nas diferentes associações
feitas entre os elementos visuais. A linguagem deste tipo de programas baseia-se num
fluxo de dados, onde os diferentes objetos são ligados entre si transmitindo assim
informações de uns para os outros. Na área da arquitetura destaca-se o Generative
Components. Devido à incapacidade da Robert McNeel & Associates de licenciar o
Generative Components, atribuiu a responsabilidade da criação de uma versão própria a
David Rutten, o qual desenvolveu o Explicit History em 2007. Posteriormente viria a
chamar-se de Grasshopper81.
80 DAVIS, Daniel - A History of Parametric. [Em linha] 2013. [Consult. 27/09/16]. 81 Ibid.
44
Uma característica que se manteve foi a utilização de objetos visuais de modo a
estabelecer as diferentes relações que compõem o projeto. Estes elementos gráficos
denominam-se de nodes.
4.1.1. Node
Os nodes, são representações visuais que realizam uma determinada ação. Estes
elementos figuram em sistemas de programação visual. Pode-se considerar os nodes
como “objetos que contêm propriedades”82 os quais determinam o que executar. Uma
característica dos nodes é a relação que é estabelecida entre eles. As ligações são
concebidas através de uso de “fios” que ligam uma saída de um node à entrada de um
outro node.
Figura 39 – Representação de uma possível ligação entre nodes.
A informação é transmitida de um node para o outro pelos “fios” sempre seguindo
uma ordem sequencial. Para a formação de um bom projeto, esta ordem de passagem de
informação deve ser acíclica, ou seja, não tem ciclos83, pois podem ocorrer erros no modo
que um node pode estar a fornecer a um node precedente o qual fornece informações ao
mesmo, tornando este ciclo de informações impossível.
82 Tradução livre do Inglês - “(…) objects containing properties”. WOODBURY, Robert – Elements of
Parametric Design. p.13.
83 Ibid. p.14.
45
Abordando os nodes individualmente, Woodbury considerar a existência de três
tipologias de nodes:
Source Node: não possui propriedades precedentes.
Sink Node: é utilizado em expressões sem restrições, ou seja não possui
nodes sucessores.
Internal Node: não é nem um Source Node nem um Sink Node, um node
pode ser ambos.84
Sucintamente, existem nodes que apenas concedem informações; os que tanto
recebem como transmitem informações e os que apenas recebem informações. É de notar
que os nodes não estão limitados a uma entrada e saída por cada elemento, o número está
dependente da função que cada node foi concebido a desempenhar e isso determina o
número de ligações possíveis que cada um suporta. De um modo ilustrado cada tipo de
node pode ser representado da seguinte forma:
Figura 40 – Source Node Figura 41 – Sink Node Figura 42 – Internal Node
Como é possível observar o Source Node apenas dispõe de ligações de saída,
sendo impossível introduzir qualquer tipo de informação. Pelo contrário, o Sink Node
apenas recebe informações de entrada sendo impossível transmitir as informações deste
node a um outro. Por fim o Internal Node tem tanto entradas como saídas o que permite
que a informação flua por este tipo de nodes para uns outros.
As informações contidas em cada node é que determinam a ação que cada um
deve desempenhar. Os softwares possuem nativamente um vasto leque de nodes
concebidos para desempenhar as mais variadas funções. Todavia, alguns softwares
permitem que o utilizador conceba os seus próprios nodes com o objetivo a solucionar
um dado problema que os nodes padrão não conseguem. Como exemplo destaca-se o
software Dynamo que permite desenvolver nodes específicos de raiz, ou com base em
outros nodes já definidos. Como tal, observa-se para além do utilizador desenvolver as
84 Ibid.
46
diferentes relações do projeto, pode idealizar também as ferramentas necessárias à
conclusão do projeto.
A contínua associação de nodes vai produzindo uma rede de ligações o qual o
designer vai trabalhando e desenvolvendo o seu projeto. Esta sucessão de informações
denomina-se Diagrama Node. O diagrama é essencialmente a programação do modelo,
na medida em que nos sistemas visuais paramétricos a programação difere da textual.
Considera-se programação visual “qualquer linguagem de programação que permita aos
utilizadores criar programas manipulando elementos do programa graficamente em vez
de os especificar textualmente”85. De modo a exemplificar o que acima é afirmado, na
figura abaixo encontram-se exibidas exemplos de ambos os tipos de linguagem, uma
textual e outra visual.
Figura 43 – Programação recorrendo a texto e programação utilizando nodes
A primeira diferença que se observa é a forma como a informação se apresenta,
uma exibe várias linhas de texto e a outros elementos gráficos ligados entre si. É de notar
que ambas as figuras conduzem ao mesmo resultado, contudo na figura da esquerda
apenas está apenas apresentada parte do código necessário para gerar o mesmo resultado
que a figura da direita produz86. A informação visual encontra-se apresentada de uma
forma mais compacta que a textual, todavia a sua compreensão dependerá sempre do nível
85 MODE LAB - Intro to Grasshopper 02 | Visual Programming + Navigating the Interface. [Em linha]
2015. [Consult. 14/04/2016].
86 Ibid.
47
de compreensão que o designer tem sobre cada tipo de modelação. Embora a programação
textual seja mais extensa, um designer que compreenda bem os diferentes elementos
perceberá o que está codificado e poderá olhar para o exemplo visual e não conseguir
extrair qualquer informação.
Quando o projeto é complexo e contem diversos elementos, pela lógica de abordar
cada parte do trabalho individualmente, torna-se possível agrupar cada uma em módulos.
Considera-se então um módulo “uma sequência de instruções de um programa
delimitadas por um ponto de entrada e de saída, o qual realiza uma tarefa relacionada com
o problema”87. No tema em questão, os módulos definem-se por um conjunto de nodes
que desempenham uma determinada função no modelo paramétrico. O recurso de
módulos torna mais acessível gerir cada parte, mas também a sua compreensão e
organização podem tornar-se mais claras, especialmente quando se trata de esquemas
complexos. Como exemplo do que foi mencionado, a figura seguinte pretende demonstrar
como um projeto pode estar organizado por diferentes módulos.
Figura 44 – Organização dos nodes num projeto.
No caso em questão é possível observar como o designer decidiu organizar o
projeto. Cada parte encontra-se organizada num grupo o qual cada um representa uma
função especifica, e pela organização em partes distintas, torna-se mais claro a
87 Tradução livre do Inglês - “(…) a sequence of program instructions bounded by na entry and an exit
point, which performs one problem-related task”. DAVIS, Daniel; BURRY, Jane; BURRY, Mark -
Understanding visual scripts: Improving collaboration through modular programing. [s.d.]:
International Journal of Architectural Computing, 2011, vol.9, nº 4 361-375. p.364.
48
identificação dos diversos grupos e consequentemente os elementos neles contidos. Tal
como foi referido anteriormente sobre como as decisões projetuais devem ser explicitas,
aditáveis, editáveis e re-executáveis; todos os elementos ilustrados encontram-se
explícitos e podem ser modificados em qualquer momento. Além disso, a separação por
módulos permite a sua reutilização sem que exista a necessidade de desmontar o modelo
em causa, ou de o reconstruir. Basta que esse módulo esteja concebido de uma forma a
que possa ser integrado num outro.
4.1.2. A Interface
No que toca ao modo de interação do utilizador com o programa, este caracteriza-
se pelo uso de dois tipos de ambientes de trabalho que funcionam em sintonia:
Figura 45 – Ambientes de trabalho de programas visuais
Editor Visual (A).
Ambiente de Modelação 3D (B)88.
O elemento (A) e o elemento (B) dizem respeito aos dois tipos de janelas mencionados e
não ao uso de dois monitores distintos. Este processo gera dois tipos de saídas:
O diagrama node (A), também designado de diagrama paramétrico ou
algoritmo visual.
88 TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design, p.28.
49
O resultado do diagrama paramétrico constituído por geometrias paramétricas
2D ou 3D (B)89.
Figura 46 – Os diversos elementos ilustrados com o Rhinoceros e Grasshopper
Como exemplo, demonstra-se como os diversos elementos descritos funcionam
em conjunto. Para além dos elementos descritos e anteriormente representados pelas
letras (A) e (B), o diagrama de nodes e as geometrias resultantes encontram-se também
ilustradas pelas letras (C) e (D) respetivamente. O diagrama node, desenvolvido na janela
(A) representa as ligações feitas entre cada node. A janela (B) corresponde ao ambiente
onde as respostas são visualizadas. O que é codificado na janela (A) tem uma resposta na
janela (B). Ambos trabalham em estreita relação um com o outro, todavia essa relação
não é linear. Ou seja, não existe uma obrigatoriedade de se conceber todo o projeto no
editor visual para produzir geometrias no ambiente de modelação. É possível modelar
utilizando o software (B) e associar as geometrias no diagrama node, tudo depende do
estilo de trabalho de cada designer e da tarefa em questão. Nesta abordagem, têm surgido
diversos programas que oferecem este tipo de abordagem ao utilizador para este conceber
os seus projetos.
89 Ibid.
50
4.1.3. Programas
Seguindo este modo de programação visual baseado em nodes, serão abordados
alguns programas que recorrem a esse tipo de modelação. Os programas a abordar são: o
plugin Grasshopper para Rhinoceros, o Max Creation Graph do 3DS Max e o Sverchok
para o Blender.
Sverchok - Blender
O Sverchok é uma ferramenta para o programa Blender. Direcionado para
arquitetos e designers, esta ferramenta permite conceber geometria complexa através do
controlo das informações através de um sistema node. O objetivo primário do Sverchok
é a manipulação de geometrias e da matemática e não de materiais, texturas, luz, entre
outros, para um maior controlo sobre estes diversos parâmetros é recomendado o uso de
outras ferramentas90. O add-on ainda se encontra na primeira fase de implementação e
como tal, muitas opções que existem noutras ferramentas, não se encontram disponíveis
na última versão do Sverchok.
90 Nortikin – About. [Em linha] s.d. [Consult. 04/10/16].
51
Figura 47 – Ambiente de modelação no Blender com o Sverchok
Sobre o ambiente de modelação denota-se as duas janelas que trabalham em
sintonia, a janela de visualização e a janela dos diagramas nodes onde aparece todas as
relações efetuadas pelo designer. Nas figuras abaixo pode-se observar alguns exemplos
de projetos concebidos neste add-on do Blender.
Figura 48 – Sverchok lab por Lucas de Gomez Figura 49 – Teste por Kelly Egan
52
Max Creation Graph - 3DS Max
Introduzido na versão 2016 do programa 3DS Max, o Max Creation Graph (MCG)
foi desenvolvido para satisfazer a procura por este tipo de sistemas. Anteriormente apenas
estava disponível o Maxscript que permitia a configuração de algo em particular que o
utilizador necessitasse, todavia era necessário recorrer a uma gramática textual. O MCG
“(…) permite ao utilizador criar modificadores, geometrias e plug-ins utilitários usando
um fluxo de trabalho baseado em nodes visuais”91. A figura 50 ilustra o ambiente de
modelação deste programa com a interface padrão do 3Ds Max juntamente com o Max
Creation Graph.
Figura 50 – Interface do 3DS Max e MCG
Para além do modo de trabalho baseado em nodes, o MCG permite ainda a
conceção de plugins, para tal basta associar diferentes parâmetros, nodes de computação
e nodes de saída para que depois possam ser compilados e exportados para um único
ficheiro e partilhado com diversos utilizadores ou reutilizado noutros projetos.92 Exemplo
disto pode ser observado na figura 52 o qual um único objeto é repetido seguindo uma
disposição anteriormente delineada e contida num plugin.
91 Tradução livre do Inglês - “(…) enables user to create modifiers, geometry, and utility plug-ins using a
visual node-based workflow”. DIGGINS, Christopher - Introducing Max Creation Graphs (MCG). [Em
linha] 2015. [Consult. 07/05/2016].
92 Ibid.
53
Figura 51 – Modelo por Martin Ashton. Figura 52 – Modelo por Bathyscaph
Nas imagens ilustradas mostram algumas das possibilidades que se consegue
alcançar com a utilização desta ferramenta, desde de objetos surreais a objetos que
seguem um padrão demarcado pelo plugin. Esta ferramenta, embora disponha de muitas
funcionalidades, ainda é bastante recente o que significa que possivelmente mais
elementos serão introduzidos numa atualização futura.
Grasshopper - Rhinoceros
O Grasshopper é uma ferramenta para o programa Rhinoceros, o qual a partir da
versão 6.0 do Rhino é parte integrante do sistema, deixando de ser necessário a sua
instalação separadamente. O programa desenvolvido por Robert McNeel & Associates é
bastante utilizado nas áreas do design, arquitetura e engenharia. No seu lançamento em
2007, o Grasshopper era denominado de Explicit History pela sua natureza explícita e
pelo facto de os elementos se manifestarem através de elementos visuais.
O Grasshopper tem vindo a tornar-se bastante popular. Já Patrik Schumacher o
afirma: “o Grasshopper parece estar a ganhar na luta competitiva pelo domínio como
ferramenta preferida para scripting, pelo menos no segmento de avant-garde da
54
disciplina”93. Tem sido a ferramenta de eleição para muitos pela sua interface amiga do
utilizador. Isto deve-se em particular em como o programa funciona e das possibilidades
que tanto o programa como o plugin oferece. Abaixo encontra-se ilustrada o ambiente de
modelação do Rhinoceros juntamente com o Grasshopper.
Figura 53 – Interface do Grasshopper e do Rhino
Devido à sua popularidade, existe muitos recursos desde tutoriais à partilha de
ficheiros. Existe uma grande comunidade em torno do programa. Sobre o que é possível
conceber no programa, encontram-se alguns exemplos de projetos.
Figura 54 – Parametric Wireframe Bracelet Figura 55 – Projeto de Sarah Krieger
93 Tradução livre do Inglês - “grasshopper seems to be winning out in the competitive struggle for
domination as the preferred tool for scripting, at least in the avant-garde segment of the discipline”.
TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design, p.33.
55
Os exemplos ilustrados acima mostram alguns dos produtos que é possível
conceber recorrendo ao Grasshopper. A bracelete da figura 54, para além de ser idealizado
no Grasshopper, utilizou um plugin concebido para o uso no programa, o qual se baseava
em atração de pontos para a modificação da geometria. Por sua vez, o candeeiro da Sarah
Knieger faz uso da plasticidade do papel com base a cortes especificamente realizados de
modo a alcançar a forma pretendida.
Independentemente dos programas selecionados na conceção do projeto, é de
notar que existem soluções para os mais variados usos ou necessidades. A adoção deste
tipo de interface de modelação por diversos programas demonstra que as empresas têm
investido tempo no desenvolvimento deste tipo de ferramentas. Embora muitos dos
projetos idealizados tenham por base a sua utilização num ambiente digital, muitos têm
como objetivo a sua conceção. Isto deve-se ao facto de alguns projetos puderem ser
idealizados para renderizações ou outras finalidades do que a sua fabricação. Deste modo
é necessário ponderar como serão executados nesses casos.
56
5. Processos de Fabricação
O desenvolvimento de um dado produto necessita sempre que seja considerado
como este será produzido pelo facto de ser uma condicionante do sucesso de um projeto.
Alguns produtos podem não ser exequíveis tendo em conta um certo processo de
fabricação o que obriga a que esse seja repensado. Os sistemas baseados em design
paramétrico, foram utilizados na criação de projetos com uma grande complexidade o que
obrigava a que muitos desses produtos ficassem limitados ao ambiente digital onde foram
concebidos pela falta de meios para os produzir. A evolução das tecnologias de
manufatura digital não só permitiu que alguns projetos fossem concebidos mais
rapidamente mas também que finalmente muitos produtos fossem produzidos. Mais
ainda, com a acessibilidade destas tecnologias sendo cada vez maior e o seu custo menor
tem aumentado a procura destas ferramentas. Como tal, “a introdução de métodos de
fabricação auxiliada por computador significa mais do que o uso de novas ferramentas: é
a rutura dos modelos tradicionais que ostenta o potencial para a inovação”94. O uso destas
ferramentas e o seu acesso “(…) contribuem para uma maior personalização, eficiência,
economia, flexibilidade, adaptação dos processos de experimentação e materialização de
soluções. A fabricação digital desenha o caminho do século XXI”95. Estas tecnologias
podem então economizar o tempo de um modo eficiente, no aspeto em que o tempo
dedicado à conceção de modelos poderá ser redirecionado a momentos que necessitem
da atenção do designer. Assim, o tópico da manufatura digital será brevemente explorado
de forma a se retirar uma noção do que são e de que forma os projetos concebidos em
programas de modelação paramétrica podem beneficiar com esta tecnologia.
94 Tradução livre do Inglês - “The introduction of computer-aided fabrication methods means more than
just the use of new tools: i tis the breakup of tradicional role models that bears the potencial for innovation”.
AD Computation Works: The Building of Algoritmic Thought. CASTLE, Helen; PETERS, Brady;
KESTELIER, Xavier de, ed. Nº 222. p.77
95 PAIO, Alexandra; SILVA, Brimet – Processos digitais: Computorização e computador. In Arqa:
Arquitetura e Arte. Nº 106 (2013) p.024-025
57
5.1. O uso das Tecnologias de Manufatura Digital com relação aos
Sistemas de Modelação de Design Paramétrico
No desenvolvimento de projetos em softwares específicos, torna-se por vezes
necessário a conceção de protótipos de forma a validar um dado conceito já que estes
encontram-se num ambiente não físico. Um protótipo permite a correção de erros do
projeto e dependente da etapa do projeto poder-se-á recorrer a diferentes tecnologias e
materiais para verificar a sua execução, dai as tecnologias a utilizar variem em
dependência da etapa do projeto e do nível de detalhe que é necessário confirmar. Todavia
o uso da manufatura digital como modo de validação de um produto deixou de ser visto
como uma ferramenta apenas para essa finalidade, mas como uma tecnologia que permitia
a conceção de produtos finais. O aspeto característico da tecnologia não é mais visto como
sinónimo de um produto inacabado mas como uma particularidade distintiva do objeto.
Assim sendo, muitas tecnologias apresentam atualmente um grande nível de detalhe e
qualidade que em muitos casos as características de acabamento dessas tecnologias
passam praticamente despercebidas.
As tecnologias de manufatura digital permitiram a conceção de produtos
complexos, isto deve-se ao facto de muitas das tecnologias digitais não terem as
limitações das técnicas de produção tradicionais detêm, como por exemplo nas técnicas
de moldes, onde as formas resultantes deste processo estão limitadas à possibilidade de
remoção do molde sem colocar em causa a integridade do produto. Nessa sequência, o
facto de muitas patentes terem caducado, abriram portas para o aparecimento de versões
mais acessíveis, facilitando ao utilizador comum a possibilidade de produzir os seus
projetos a um custo mais reduzido. Com a Revolução Industrial e o aparecimento da
produção em série permitiu a fabricação de mais produtos em menos tempo a um preço
mais acessível, porém o nível de personalização desses produtos foi reduzido. Com estas
tecnologias eliminou-se a necessidade de armazenamento de grandes quantidades de
volumes e abriu-se caminho para a customização dos produtos, na medida em que os
objetos podem ser produzidos consoante a necessidade, ou seja, numa produção on-
demand.
Existem diversas tecnologias que projetos desenvolvidos em programas
paramétricos podem recorrer e como tal, uma descrição da tecnologia virá acompanhada
58
por exemplos demonstrativos das possibilidades de ambas as tecnologias, ou seja, dos
sistemas paramétricos e tecnologias de manufatura. É de notar que não será abordada a
forma como estes processos operam e que materiais suportam, apenas é referido de forma
a compreender-se como os sistemas paramétricos podem fazer uso destas tecnologias.
Deste modo, o seguinte tópico será divido em duas categorias: Tecnologias Aditivas e
Tecnologias Subtrativas. Em ambas serão apresentados exemplos. É de salientar que os
projetos apresentados não estão limitados a programas de modelação paramétricos por
node, apenas visam mostrar as potencialidades que a manufatura digital trás na conceção
de modelos complexos.
5.1.1. Tecnologias Aditivas
Este termo serve para descrever tecnologias que se caracterizam pela adição de
material de modo a produzir modelos. Devido às características desta tecnologia, objetos
de praticamente quaisquer complexidades podem ser concebidos recorrendo a algumas
destas tecnologias, uma vez que existem poucas limitações que estas acatam, o que
permite a libertação dos constrangimentos impostos pelas técnicas tradicionais. Estas
tecnologias constroem os objetos pela adição de uma camada sobre a outra camada. Para
isso, são necessários modelos CAD 3D de modo a serem seccionados num numero
determinado de camadas onde se identifica o desenho de cada uma delas. Com essa
informação, o sistema sabe onde é necessário colocar material de modo a criar a estrutura
em causa.
59
Figura 56 - Exemplos de objetos produzidos com tecnologias aditivas
As imagens demonstram alguns exemplos que é possível idealizar com essa
tecnologia. É de notar na textura característica deste processo onde nota as diferentes
camadas de material, contudo é possível dependendo dos casos suavizar a superfície.
Também existem casos em que a qualidade resultante é bastante satisfatória que não é
necessário um tratamento pós-impressão.
Atualmente são suportados diferentes tipos de materiais desde plásticos, metais,
cimento, entre outros, que com as constantes investigações na área tem surgido novos
materiais que são destinados a estas tecnologias. O tópico em causa engloba processos
como: SLS (Selective Laser Sintering), SLA (Stereolithography), FDM (Fused
Deposition Modeling), entre outras. São processos que acatam os seus benefícios e
desvantagens mas as quais se pode recorrer dependendo do projeto em causa. De seguida
serão ilustrados alguns projetos que recorreram a estas técnicas para a conceção de
produtos finais.
Cadeira da Zaha Hadid Architects e da Stratasys
Resultado de uma parceria do atelier Zaha Hadid Architects e da empresa
produtora de maquinas de impressão 3D Stratasys, a cadeira é um exemplo como o design
paramétrico pode tirar partido das capacidades produtivas da impressão 3D. Este projeto
60
foi concebido especificamente para explorar a impressão 3D de múltiplas cores, para tal
o objetivo inicial foi a conceção de uma cadeira leve que fazia uso da sua geometria e
métodos de manufatura para melhorar a performance do objeto96.
Existe uma sincronização do produto com as tecnologias e utilizador em causa, no
modo em que a geometria foi alcançada em conformidade com o desempenho da estrutura
e baseado nas propriedades de um utilizador padrão. Na figura 57 observa-se a otimização
da malha com base em alguns parâmetros, incluindo a de um utilizador de 80kg de modo
a estudar onde existiria um maior stress no material e que consequentemente necessitaria
de um maior apoio estrutural.
Figura 57 – Otimização da malha Figura 58 – Alguns parâmetros possíveis de
modificar
Como tal, nos locais em que existia uma menor pressão foi possível libertar a
cadeira de material ao reforçar estas áreas com uma malha em vez de aplicar uma camada
de material pela superfície completa. Nessas zonas era possível especificar a espessura da
malha tornando-a mais ou menos evidente, tal como se observa na figura 58 onde
encontram-se apresentados parâmetros que estabelecem os valores mínimos e máximos
da malha. São apresentados ainda parâmetros que permitem definir a espessura da
cadeira, bem como as duas cores a utilizar no protótipo. Nas figuras 59 e 60 observa-se
os modelos reais da cadeira.
96 STRATASYS - 3D Printed Chair Showcases Zaha Hadid’s Vision. [Em linha] 2016. [Consult.
22/10/2016].
61
Figura 59 – Vista total Figura 60 – Detalhe dos diferentes materiais
Na figura 59 observa-se a cadeira na sua totalidade. Pela escolha de cores é
possível identificar as partes sólidas e as partes com malha. Esta palete de cores serviu
para demonstrar onde se encontra as áreas que necessitaram de um reforço de material,
como é possível constatar na figura 60.
WertelOberfell Platform – Fractal.MGX Table
A Fractal.MGX é uma mesa de café que é composta de braços que se ramificam
em ramos mais pequenos tornando-se mais densos no topo do objeto. Estes ramos
baseiam-se em estudos realizados sobre os padrões de crescimentos fractais, os quais
podem ser encontrados na natureza. A mesa é composta de uma única peça sem junções,
algo que só é possível através da conceção em SLS com resina epoxi que caso contrário
seria impossível manufaturar97. Em adição, a estrutura foi concebida com o objetivo de
ser oca, o que possibilitava que esta fosse posteriormente preenchida com resina de
97 MGX - FRACTAL.MGX table. [Em linha] s.d. [Consult. 22/10/16].
62
poliuretano, poupando assim no material e no tempo de impressão, mas mantendo a sua
resistência98.
Figura 61 – Mesa impressa
Durante a sua conceção foi necessário encontrar um balanço entre a parte estética
da disposição da geometria com os requisitos estruturais necessários99. Devido ao modo
em que as terminações da mesa se encontram dispostas, abriu a possibilidade para a
idealização de topos com diferentes padrões. Alguns dos padrões concebidos podem ser
observados na figura abaixo.
Figura 62 - Exemplos de estudos de topos
98 BRYDEN, Douglas – Cad and Rapid Prototyping for Product Design. p. 109.
99 Ibid.
63
5.1.2. Tecnologias Subtrativas
A remoção de material está na base destes processos. A informação é retirada de
um ficheiro CAD, o qual serve de guia na remoção de material quer seja de uma folha ou
de um bloco sólido. Os processos baseados nestas tecnologias caracterizam-se por
possuírem vantagens como: “boa precisão, preservação da integridade da estrutura dos
materiais, bons acabamentos de superfícies, entre outros100. Dentro desta categoria é
possível encontrar tecnologias como corte a laser, corte a jato de água, entre outros.
Figura 63 – Corte a laser de uma folha de papel Figura 64 – CNC a remover material
As imagens ilustradas acima demonstram dois tipos de tecnologias. A figura 63
demonstra o corte a laser de uma folha de papel. Para este caso em particular, basta utilizar
um ficheiro CAD bidimensional pois trata-se não só de um material com dimensão
suficiente para a sua secção em diferentes espessuras, mas também de uma tecnologia
que não permite a esse tipo se secionamento. No que toca à figura 64, trata-se de uma
CNC que recorre a uma fresa para o corte do material. Neste caso é possível remover
material em diversas partes, no modo que no mínimo esta pode-se deslocar não só pelos
eixos x e y mas também pelo eixo z, permitindo assim alcançar as formas ilustradas na
imagem.
No que toca à aplicação destas técnicas a projetos inseridos no tema em causa,
ilustra-se os exemplos abaixo.
100 BRYDEN, Douglas – Cad and Rapid Prototyping for Product Design. p.70.
64
David Trubridge – Kina
O candeeiro Kina pertence a uma coleção com a mesma leitura visual. Disponível
em diversos tamanhos, a sua forma é alcançada pela sobreposição de diversas faixas de
contraplacado de bamboo. Estas faixas são baseadas em dois módulos em que são
utilizados repetidamente pela estrutura. Pela sua forma, esta permite que exista uma
poupança de material por ser possível agrupar os diversos módulos no menor espaço
possível.
Figura 65 – Candeeiro Kina
Como se observa na imagem acima, o candeeiro obtém a sua forma pela continua
associação das diferentes faixas. Sendo composto por diversos elementos os quais
possuem o objetivo de serem montados, possibilita que o envio dos diversos componentes
ocupe um espaço consideravelmente menor do que se este fosse montado. Estas faixas
foram obtidas a partir da disposição de um módulo em forma de cruz na estrutura que
representava o aspeto formal do candeeiro. Daí obteve-se a dimensão de cada cruz onde
foi possível determinar a forma de cada módulo. Sobre esta questão e sobre a dimensão
que o objeto iria ocupar sendo enviado montado ou desmontado podem ser observadas na
figura abaixo.
Figura 66 – Conceção do módulo e packaging
65
Na figura 67 apresentam-se as diferentes faixas que o candeeiro em questão pode
ser constituído. A montagem procede-se ao unir os orifícios de um módulo aos orifícios
do outro módulo. Esta alternância entre módulos permite a conceção da forma final
observada na figura 65.
Figura 67 – Diversas faixas utilizadas no candeeiro Figura 68 – Montagem dos módulos
Daniel Rohr - Colander Table
Desenvolvido por Daneil Rohr, a Colander é uma mesa concebida totalmente em
alumínio, a qual a sua fabricação foi apenas possível devido ao uso de uma CNC. O tampo
é feito de um único bloco de alumínio que devido aos imensos detalhes e necessidade de
precisão, o custo seria demasiado elevado para ser um produto viável caso fosse
concebido manualmente.
Figura 69 – Vista da mesa
66
Para além do tampo, também as pernas foram concebidas recorrendo à manufatura
digital, todavia estas foram produzidas de uma barra de alumino e com recurso a uma
CNC de 3 eixos para reproduzir os detalhes com precisão. Os diversos testes foram
realizados à escala real num bloco de madeira com recurso a uma CNC de sete eixos, a
qual permitia a conceção com precisão dos diversos elementos. Para um maior controlo
sobre o projeto, a mesa foi concebida no programa paramétrico CATIA de modo a
modificar elementos do projeto sem ter que recriar o modelo de raiz101.
Nas figuras abaixo observam-se os detalhes em pormenor, bem como o bloco de
alumínio em processo de corte.
Figura 70 - Detalhes da mesa Figura 71 – Fabricação da peça
O objeto tridimensional impresso começou a ser aceite como um produto de
caracter final e não só um protótipo, as características de acabamento destes modelos não
são associados a um modelo inacabado mas uma característica da própria tecnologia102.
Isto possibilita a utilização destas tecnologias na conceção de produtos preparados para
serem utilizados pelo utilizador final.
Como estas tecnologias guiam-se por informações fornecidas pelo computador, a
sua precisão de trabalho é bastante grande com algumas técnicas possuindo margens de
erro na ordem dos milímetros. Isto permite que não só o designer tenha assegurado que o
seu projeto é concebido com precisão, mas que projetos complexos possam ser
idealizados. O exemplo da mesa Colander demonstra exatamente este caso, devido ao
elevado custo do material, era imperativo que não existisse erros na sua fabricação. O uso
101 Ibid. p.84.
102 Tradução livre do Inglês - “The 3D printed object is no longer just a prototype, but is the final product;
and the characteristic look of the 3D printing (…) is no longer synonymous with an uncompleted design
process but is a symbol of new processes that override in meaning and functionality”. Citação de BOVO,
Riccardo. In CARBONE, Carla – Riccardo Bovo: “O ato digital”. In Arqa: Revista de Arquitetura e
Arte.
67
destas tecnologias permitiu que o preço final da peça fosse reduzido para o consumidor
final e que a probabilidade da existência de erros durante a conceção fosse reduzida,
diminuindo o risco de despesas para o designer.
As tecnologias de manufatura digital são tecnologias em constante
desenvolvimento. Quer se trate de tecnologias aditivas ou subtrativas, ambas podem ser
uma escolha a considerar pelo designer. O uso destas tecnologias pode ser logo
considerado no processo de conceção de um dado produto. Como tal, o seguinte capitulo
abordará a analise de estudos de caso que têm como finalidade a sua conceção recorrendo
a técnicas de manufatura digital.
68
6. Os Sistemas Visuais de Modelação por Nodes no Trabalho
do Designer
É certo que cada designer possui a sua própria metodologia, a qual vão
desenvolvendo ao longo das suas vidas. Podem preferir o uso do desenho ou de maquetes
nas fases iniciais, como começar a desenvolver as ideias diretamente no computador.
Atualmente não só o designer possui um bom relacionamento com o computador no
aspeto em que não só compreende o sistema no qual trabalha, mas este permite conceber
o pretendido. Nesta sequência, o uso de programas de modelação assume uma crescente
presença na área.
Quando se alcançou um patamar em que o designer está confiante com o seu
projeto, este pode prosseguir para um ambiente computacional e iniciar a modelação do
seu modelo. Como já foi referido anteriormente, o que este terá que definir são as relações
do modelo e não a sua forma final, como tal terá que traçar o plano de associações de
modo a chegar ao resultado pretendido. Os programas visuais baseados em nodes utilizam
esta abordagem, mas recorrendo a elementos visuais. Sendo uma forma de modelação em
exploração e crescimento, considera-se necessária a análise sobre o que estes programas
podem trazer ao designer.
Deste modo pretende-se tentar compreender que possibilidades estas tipologias de
programas permitem ao trabalho do designer. Para tal, neste capitulo serão analisados
alguns projetos concebidos em sistemas visuais de programação baseados em nodes, de
modo a compreender alguns pontos essenciais e retirar-se ilações.
Antes de se prosseguir, é indispensável estabelecer algumas restrições à
investigação. Em primeiro lugar os projetos a investigar devem possuir o ficheiro no qual
foram concebidos, de modo a estudar o modelo e compreender que pontos se podem
retirar de cada projeto. A não observação do ficheiro implica que a forma de como o
projeto foi desenvolvido e as possibilidades que se podem extrair desse projeto, não sejam
conhecidas; estariam apenas ao alcance das especulações de quem as analisa. Em segundo
lugar, os projetos necessitam de ter sido desenvolvidos no plugin Grasshopper para o
Rhinoceros, não só pela variedade de projetos disponibilizados à comunidade, mas
também para focar o estudo a apenas um único programa. Como complemento, os
69
produtos que venham acompanhados de uma descrição das diferentes partes do processo
considera-se como um bónus para o melhor entendimento do projeto. Por último, os
projetos têm de ter como objetivo final a sua conceção através de tecnologias de
manufatura digital com o intuito de não só se incluir projetos complexos, mas também
pelo facto de tratar-se de uma tecnologia a qual é possível traduzir o projeto diretamente
do modelo para a fabricação.
Para o presente estudo foram selecionados cinco projetos, os quais variam no tipo
de objeto e na tecnologia empregue na sua manufatura para uma análise mais abrangente.
Os projetos em análise são: a Layer Chair, a Layer Table, o Parametric Twisted Lamp, o
Bloom Lamp e a Joalharia Paramétrica.
Parametric Twisted Lamp
O Parametric Twisted Lamp,
desenvolvido por Aaron Poterfield, o projeto
consiste num candeeiro definido por diversos
módulos idênticos que se intercalam
formando assim a estrutura que se observa na
figura 72. Este objeto tem como objetivo a
fabricação com qualquer material que seja
consistente mas fino.
Decidiu-se iniciar a análise por este
projeto de modo a demonstrar a importância
das diversas relações estabelecidas, bem
como as associações geométricas possuem
um papel importante na conceção dos mais
variados produtos. Como tal, alguns aspetos
importantes que caracterizam o desenvolvimento do projeto serão mencionados e
explicados de modo a fornecer uma melhor compreensão.
Figura 72 – Modelo Real
70
Iniciando o estudo, a primeira fase diz respeito à definição do módulo. Todavia,
para isso é necessário primeiro definir a forma geral antes de se extrair o modulo padrão.
Observe-se as figuras abaixo.
Figura 73 – Idealização da
forma geral
Figura 74 – Definição do
Módulo
Figura 75 – Divisão do módulo em
poligonos
A figura 73 e a figura 74 dizem respeito à definição da forma base e do módulo
extraído, respetivamente. Na sua essência, a forma foi alcançada ao passar polígonos em
pontos determinados e roda-los, unindo posteriormente os vértices correspondentes de
modo a criar uma superfície curva. No que toca à dimensão de cada polígono, estes foram
definidos por uma curva de perfil que ditava o raio de cada um, formando assim um
modelo com a aparência que se observa na figura 73. Deste modelo foi então extraído o
módulo padrão, o qual basta apenas ser trabalhado individualmente, pelo facto de os
restantes serem uma cópia deste. Após a sua definição, foram então criados polígonos
triangulares os quais foram concebidos ao indicar os vértices neles contidos. Definidos
os polígonos triangulares, procedeu-se à aplicação dos orifícios aos polígonos
previamente mencionados, estabelecendo assim as ligações finais no que toca ao aspeto
formal do módulo.
Tratando-se de um projeto que recorre a materiais bidimensionais, a solução
escolhida para segurar os diferentes módulos baseia-se no uso de encaixes machos e
fêmeas. Pela forma como os polígonos se encontram posicionados, permite a associação
de um tipo de encaixe a cada lado do módulo. Aquando a sua junção, os diversos encaixes
iram-se unir sem problemas. Como foi referenciado anteriormente que o que é descrito
são as relações matemáticas e geométricas de um modelo, no que toca a casos que
envolvam encaixes, estas geometrias necessitam de coincidir. Observe-se a figura 76 que
contempla os encaixes do projeto em análise.
71
Figura 76 – Diversas geometrias que compõem as abas
Denota-se que ambos os encaixes na sua base são do mesmo tamanho o que
possibilita a sua união sem esforços. Estes encaixes podiam ser concebidos à parte e
adicionados ao modelo, todavia poderiam não ser modificáveis, algo que os encaixes em
causa são, pois estes baseiam-se em diversas relações estruturadas. Como tal, para que os
encaixes batam certo na montagem é necessário que certos parâmetros estejam presentes
quer nos encaixes machos quer nos fêmeas. Deste exemplo pretende-se demonstrar como
o uso de diversos parâmetros e as relações associadas permitem a elaboração de
geometrias que funcionam em sintonia. Passando a exemplificar, existem três parâmetros
que permitem a modificação direta dos encaixes, são eles a Espessura da Aba (Tab
Depth), Largura da Aba (Tab Width) e o Angulo da Aba (Tab Angle).
Figura 77 – Parâmetros associados aos encaixes
Para um melhor entendimento das relações geométricas apresentadas nos
encaixes, aconselha-se a observação da figura 76, na qual estão representadas as
geometrias que serviram de base para a conceção dos encaixes. Iniciando com a Espessura
da Aba, esta está relacionada com a distância a que uma linha paralela se encontra da
aresta do polígono. Esta paralela contem outras geometrias que determinam as formas das
abas se encontram. A Largura da Aba é determinada por um conjunto de pontos contidos
na linha paralela descrita anteriormente, os quais determinam parte da espessura da aba.
72
É de notar que pela tipologia dos encaixes, os valores determinados são o oposto numa
das faces. Por fim, o Ângulo da Aba é essencialmente a espessura que os encaixes
possuem na sua base. A modificação dos parâmetros referentes à Largura da Aba e ao
Ângulo da Aba é que determinam o ângulo dos encaixes.
Ao modificar os parâmetros acima descritos, induz uma alteração nas formas dos
encaixes. Observe-se a figura abaixo que contempla algumas possibilidades que os
encaixes podem assumir aquando a modificação dos parâmetros.
Figura 78 – Algumas formas que os encaixes podem assumir
Independentemente dos valores introduzidos, os encaixes possuirão sempre a
mesma dimensão na base. Isto só acontece pelo modo como as diversas geometrias são
concebidas. A modificação dos parâmetros implica a mudança da localização dos pontos
que delimitam as abas, as quais se constata na figura 78. Como se observa, uma boa
relação dos diversos parâmetros e geometrias é indispensável para a conceção de um
modelo que se ajuste à introdução de novas informações.
Dos diversos parâmetros utilizados na conceção do projeto, o designer definiu
quais podem ser modificados de modo a influenciar os aspetos formais do objeto. Esses
encontram-se ilustrados na figura seguinte.
73
Figura 79 – Parâmetros que influenciam a forma
Nos elementos descritos é possível modificar o número de lados que compõe o
modelo, bem como a forma geral da mesma. Se alterar alguns dos valores, a forma
responsiva altera-se criando assim um candeeiro similar, contudo diferente. Modificando
os diversos parâmetros fornecidos é possível conceber diversas versões do candeeiro.
Algumas das exploradas encontram-se na figura abaixo.
Figura 80 – Resultados possíveis com a modificação dos parâmetros
Alterando os parâmetros que afetam o aspeto formal do candeeiro, tais como o
gráfico referente à curvatura de perfil ou o número de polígonos no comprimento e
largura, entre outros, permite que as figuras acima surjam. Aumentado o número de
polígonos existentes resulta num objeto com cantos menos proeminentes e com uma
74
forma mais suave. Por sua vez, a sua redução forma um objeto mais bruto. A contínua
modificação dos parâmetros existentes permite que muitas mais opções que as ilustradas
possam ser concebidas.
A preparação do módulo para a sua posterior conceção baseia-se na exportação
do mesmo do Grasshopper para o Rhino. Isto para depois estender o módulo para uma
superfície plana recorrendo a um comando nativo do Rhinoceros, possibilitando assim a
sua conceção numa tecnologia subtrativa e consequente montagem.
Neste caso observa-se como a conceção de um objeto que se baseia na repetição
de um módulo permite focar atenção projetual para um único elemento. Como este será
formado por um número determinado de cópias basta conceber o elemento base e analisar
os elementos de ligação entre cada um de modo a assegurar a união entre os diversos
elementos. Em adição observou-se a importância que as geometrias e uma boa
organização do projeto concedem a um projeto.
Bloom Parametric Pendant Lamp
Figura 81 – Bloom Lamp
75
O candeeiro Bloom é outro projeto da autoria de Aaron Poterfield. Ao contrário
do Parametric Twisted Lamp onde o modulo é composto por polígonos regulares, os quais
permitem a sua preparação para corte com um grande nível de precisão pela sua
regularidade. O candeeiro Bloom por outro lado, é composto por diversas superfícies
curvas que para o decompor numa superfície plana, foi necessário recorrer a ferramentas
não nativas do programa para o alcançar.
O projeto em causa também fez uso de um módulo como elemento base do
modelo, todavia enquanto no Parametric Twisted Lamp o módulo foi definido pela forma
geral do objeto, no presente caso o módulo é definido separadamente, o qual é
posteriormente associado à forma geral que deve ocupar. O módulo a aplicar no projeto
observa-se na figura abaixo ilustrada.
Figura 82 – Módulo padrão
O módulo foi inteiramente concebido no Grasshopper, o qual é definido por
diversas linhas que foram dimensionadas e rodadas, as quais serviram de base para a
definição da superfície. Contudo, o módulo só por si apenas representa uma parte do
modelo. Foi necessário desenvolver a forma que serviria como base para o candeeiro.
Figura 83 – Forma geral Figura 84 – Definição de pontos
nas superfícies
Figura 85 – Aplicação do
módulo aos pontos definidos
76
O modelo observado na figura 83 segue o mesmo método utilizado no
desenvolvimento da forma do Parametric Twisted Lamp, a diferença assenta-se no
polígono utilizado que no caso do candeeiro Bloom consiste num circulo. Após a
definição da forma estabeleceu-se uma cópia da superfície com uma maior distancia, de
modo a existir duas condicionantes, onde nas quais determinou-se uma malha compostas
por diversos pontos. Estas malhas determinam então os limites onde os módulos iram
estar contidos. Tendo os módulos aplicados à forma, estes acomodam-se às questões
formais criando assim versões modificadas do módulo padrão. Todavia, esta mudança
apenas é visível ao longo do comprimento do candeeiro pois os módulos que se
apresentam no mesmo patamar são idênticos uns dos outros. Como tal, é então
estabelecido um modelo padrão para cada patamar, os quais serão necessários preparar
para o corte. Para tal, no caso em questão recorreu a um node das ferramentas do FabTools
para estender as superfícies.
Figura 86 – Node da FabTools
Ao contrário do que acontece no Parametric Twisted Lamp onde após a definição
do módulo e dos seus componentes, este foi exportado para o Rhinoceros de modo a que
a geometria fosse estendida. Neste caso, esse processo foi concebido diretamente no
Grasshopper com auxilio de ferramentas que foram exteriormente desenvolvidas para este
programa. Nas FabTools encontra-se um node desenvolvido especificamente para
estender superfícies, o qual foi utilizado nos diversos módulos. Assim, após a sua
planificação o designer resolveu problemas como os encaixes e a malha que iria aplicar
às superfícies de modo a as tornar flexíveis. Findo o processo, os diversos módulos
encontram-se preparados para serem concebidos e montados na estrutura para o qual
foram concebidos.
77
Figura 87 – Encaixes desenvolvidos e flexibilização da superfície
No caso em questão observou-se como existe diversas formas de abordar as
questões projetuais. Enquanto no Parametric Twisted Lamp os encaixes foram
determinados anteriormente à sua planificação, aqui foi necessário planificar cada
módulo antes de se idealizar os encaixes e o padrão que permitia a flexibilização da
superfície. Outro ponto também observado diz respeito ao modo em que se determinou o
módulo padrão. Ambas as formas são métodos possíveis de determinar o pretendido.
Layer Chair
Figura 88 – Vários modelos da Layer Chair
78
Desenvolvida por Jens Dyvik em 2011, a Layer Chair – Amsterdam Edition
consiste numa cadeira onde a sua forma é alcançada pela adição sucessiva de camadas de
material formando assim o objeto pretendido. O caso em questão, possui diversos
parâmetros disponíveis para modificação no Grasshopper como se observa abaixo.
Figura 89 – Parâmetros disponíveis
Existem aspetos modificáveis desde da parte formal do objeto às questões de
fabricação do modelo onde se insere o diâmetro da fresa bem como a margem de folga.
Em termos da modificação dos diferentes aspetos da forma, não é apenas possível
modificar a largura do assento ou pequenos pormenores da cadeira, mas pode-se preparar
o modelo para o uso de um material de uma certa espessura. Possibilita então adaptar a
cadeira ao tipo de material disponível se necessário. Pela forma como o modelo encontra-
se contruído, o número de secções varia consoante a largura e a espessura do material,
como tal, o aspeto que prevalece é a espessura do material pois é um parâmetro qual não
pode possuir meias medidas. Conforme o tamanho especificado, determina-se se é
adicionado ou retirado uma seção do modelo de modo a adaptar o modelo aos parâmetros
definidos.
Contudo, modificando os diversos parâmetros apresentados no Grasshopper,
existem elementos os quais não se modificam, são estes a altura da cadeira e a forma do
encosto. Isto acontece pelo modo em que o projeto foi planeado. Como foi referido
anteriormente, os sistemas visuais paramétricos baseados em nodes trabalham com
recurso a dois ambientes de trabalho e como tal a informação não necessita de ser
codificada em apenas num ambiente. Portanto, todo o modelo desenvolvido no editor
visual teve como base duas curvas definidas no Rhinoceros e que foram posteriormente
associadas no Grasshopper.
79
Figura 90 – Linhas guias na
posição original
Figura 91 – Formas resultantes
As linhas descritas no Rhinoceros encontram-se assinaladas a amarelo. É de notar
que cada curva encontra-se associada individualmente e não como um conjunto, pois tal
é necessário para definir todas as outras geometrias do modelo que tem como base estas
curvas. Como controlo, a figura 90 ilustra as curvas na sua forma original e posição
relativa no espaço de modo a observar-se como a sua modificação conduz a mudanças no
modelo resultante. Na figura 91 encontram-se ilustradas duas formas distintas do original,
as quais foram alcançadas ao mover e rodar o posicionamento das curvas. Aponta-se
ainda que embora tenham ocorrido estas modificações, devido às curvas serem apenas
uma parte integrante do modelo, todas as relações existentes acomodaram-se a esta nova
forma, ajustando assim todos os elementos. Isto é possível pois as curvas são também elas
parâmetros condicionantes do modelo, onde os elementos que descrevem as curvas bem
como a sua posição relativa no espaço, determinam as reações seguintes.
Do mesmo modo que ao modificar a posição relativa das curvas causa uma reação
no modelo final, a alteração dessas mesmas curvas produz também uma modificação no
projeto. Como tal, as figuras abaixo servem para demonstrar o que anteriormente foi dito
também é aplicável.
80
Figura 92 – Modificação das curvas pré-definidas
Cada imagem serve para demonstrar como mesmo as formas mais complexas e
irracionais podem ser aplicadas a esta associação. Na primeira imagem, a abordagem
consistiu no seccionamento das curvas pré-determinadas de modo a ilustrar que apenas
uma pequena modificação desencadeia uma reação no modelo, adaptando todos os
elementos à nova informação. Nas restantes imagens as curvas foram substituídas por
curvas arbitrariamente desenhadas, onde também nestes casos o modelo adaptou-se. O
aspeto formal dos assentos segue a configuração das curvas introduzidas, possibilitando
assim a sua alteração e experimentação de várias opções até se alcançar uma solução que
seja satisfatória. Esta associação de elementos exteriores e da divisão do trabalho por
partes distintas permite que este tipo de abordagem seja possível.
Os aspetos descritos anteriormente apenas são possíveis pela forma divisão por
partes do modelo e também pelo modo que o modelo se encontra concebido. Esta
abordagem permite que partes do modelo sejam reaproveitadas para a conceção de
versões diferentes ou modelos completamente novos. Como este projeto encontrava-se
ao dispor da comunidade, permitiu que qualquer individuo modifica-se o modelo, tal
como se observa no exemplo seguinte.
81
Figura 93 – Layer Stool
O Layer Stool, desenvolvido por Nick Graham, baseou-se no ficheiro original da
Layer Chair de modo a explorar o modelo e identificar elementos que possibilitassem a
conceção de um banco. Acima encontra-se ilustrado o resultado final alcançado. No que
toca ao modo como este objeto foi alcançado não foi possível determinar, pois apenas foi
disponibilizado o ficheiro já preparado para corte o que impossibilitou uma comparação
fiel de ambos os ficheiros. Contudo, observando ambos os objetos é possível retirar
algumas conclusões. Existem elementos que se mantiveram enquanto outros sofreram
alterações. Assume-se que as relações geométricas das pernas mantiveram-se intactas,
bem como a disposição das diferentes camadas de material, contudo a forma do assento
e encosto sofreram alterações. Presume-se que esta modificação seja maior que apenas a
alteração das curvas associadas, pelo facto da curva no exterior da cadeira ter uma
aparência diferente que a interna.
Layer Table
Jens Dyvik, desenvolveu uma mesa com o mesmo tipo de linguagem aplicado na
Layer Chair. Este objeto servia para criar uma coleção compreendida pela cadeira e pela
mesa, de modo a que um amigo pudesse ter uma mesa no mesmo aspeto estético.
82
Figura 94 – Layer Table
Tal como na Layer Chair, esta mesa possui diversos parâmetros que permitem
modificar o objeto. Devido à sua relativa simplificação no que toca às ligações dos
diversos elementos e da sua estrutura formal, os parâmetros disponibilizados afetam um
grande número de geometrias dentro do Grasshopper. Isto sucede pelo facto de que todos
os parâmetros e geometrias foram desenvolvidas dentro do editor visual, sem recorrer a
associações geométricas provenientes do ambiente de modelação, tal como acontece na
Layer Chair.
Como não possui elementos exteriores a restringir a modificação de certos
elementos, como é o caso da forma do assento no projeto da Layer Chair, as diferentes
relações dependem inteiramente das informações concedidas e das relações concebidas
dentro do próprio Grasshopper. Isto implica que caso seja necessária uma larga
modificação, muitas das associações geométricas e matemáticas necessitam de ser
repensadas e organizadas. Algo que pode ocorrer em qualquer projeto.
No caso em estudo, o projeto possui um total de dezassete parâmetros que podem
ser modificados. Destacam-se alguns parâmetros como a altura, largura, comprimento,
bem como a espessura do material, entre outros. Os parâmetros existentes no projeto
podem ser observados na figura 95.
83
Figura 95 – Vários parâmetros disponíveis
Para além de aspetos formais do objeto, também são disponibilizadas opções que
permitem a preparação do modelo para o corte. Pois caso o processo de fabricação seja
realizado com recurso a uma CNC com fresa, é necessário assumir as características da
tecnologia a utilizar de modo a prever e evitar erros que possam ocorrer.
Modificando os parâmetros é possível chegar a diversas formas dependendo do
aspeto que é necessário. Na figura 96 observa-se algumas hipóteses possíveis alcançar.
Figura 96 – Resultados possíveis
Em termos estéticos não existe um impacto tão significativo como existe na
cadeira ao modificar as curvas individuais, no modo em que o que se observa é diferenças
em termos de dimensão. Todavia, ambos os resultados não diferem do aspeto estético
pretendido pelo autor, como tal, existe um cuidado sobre a preservação da integridade
estética relativamente à coleção delineada.
84
Comparando a Layer Chair e a Layer Table, denota-se que pelo modo como foram
concebidas, as possibilidades resultantes variam. Embora ambas detenham vários
parâmetros que possibilitam a sua modificação, o facto do assento da cadeira ser
determinado por duas curvas pré-estabelecidas no Rhinoceros resulta em elementos que
não são modificáveis diretamente no Grasshopper. Exemplo do descrito, observa-se no
tamanho e inclinação do encosto, bem como a altura da mesma. Isto ocorre pois a
localização destas geometrias já se encontram determinadas e servem como guias para o
resto do modelo. Tratando-se de uma cadeira, em que a curvatura pode ser mais
facilmente descrita no Rhinoceros, tendo em conta os aspetos ergonómicos a seguir e daí
não se justificar a sua conceção no Grasshopper. No caso da mesa, todas as associações
geométricas encontram-se descritas no Grasshopper. A sua natureza geométrica e a
modificação dos diversos elementos referentes a encaixes e margens de segurança, podem
justificar a escolha por esta via de modelação.
Posto isto, dependente do projeto em causa é necessário ao designer determinar a
melhor opção, se a descrição de geometrias diretamente no Rhinoceros ou a definição das
mesmas no editor visual. Independente da escolha, o importante é a compreensão do que
cada modo permite e de futuros impasses que possam trazer ao projeto.
Parametric Jewlery
Figura 97 – Modelo como colar
85
Desenvolvido no âmbito do Fab Academy de 2014, o objetivo baseou-se na
criação de peças de joalharia, maioritariamente colares e anéis. Como base do projeto,
utilizou-se uma definição do Grasshopper intitulada MN-tapeworm-script-v002.
Desenvolvida por Mårten Nettelbladt, este script permite torcer uma superfície perfurada,
modificando o seu tamanho, comprimento, largura, entre outros parâmetros. A definição
em causa encontra-se partilhada na internet ao dispor da comunidade, a qual permitiu que
o designer o utilizasse como base projetual.
O projeto em causa dividiu-se em cinco momentos onde cada um representa uma
função no modelo. Na figura 98, observa-se os diferentes grupos os quais o designer
atribuiu títulos e descrições a cada um. O projeto inicia-se com o script Tapeworm, o qual
para puder dobrar e torcer uma superfície, necessita que essa superfície seja descrita. Essa
encontra-se codificada no grupo seguinte onde as suas dimensões estão em conformidade
com as explicitadas no script Tapeworm. Definida a superfície estabeleceu-se o padrão a
aplicar onde posteriormente foi necessário eliminar detalhes que não cumpriam com as
tolerâncias e espessuras, produzindo assim detalhes demasiado pequenos, os quais não
podiam ser impressos ou orifícios demasiado grandes que resultavam em partes frágeis.
Finalmente restava a aplicação do padrão à superfície, onde o objetivo era então perfurar,
estabelecendo assim a superfície final.
Figura 98 – Diversos módulos do modelo
Como é possível constatar, o script introduzido serve como base para todo o
restante modelo. Quer seja para eliminar pormenores que não são possíveis conceber na
impressão ou aplicar o padrão refinado à superfície em causa, todos estão dependentes
uns dos outros, contudo foram inspirados nas possibilidades que o script concedia. Do
modelo exibido anteriormente foi possível chegar-se a diversas opções como se observa
na figura ilustrada abaixo.
86
Figura 99 – Diversos resultados explorados
Após a seleção da superfície, a geometria é então transcrita para o Rhinoceros de
modo a preparar o modelo para impressão. Esta preparação consistiu em adicionar
espessura à superfície, a qual embora pudesse ter sido preparada no Grasshopper, no caso
em estudo, o designer optou por não o fazer. O uso do editor visual teve como função a
procura pela superfície do modo que possivelmente não só a exploração das formas seria
mais fácil, mas a sua conceção também.
Devido à complexidade das formas resultantes, muitos desses modelos
apresentaram dificuldades em certas tecnologias de impressão, algo que foi observado
aquando a realização de protótipos. Observou-se que a conceção em certas máquinas, o
modelo em causa não era produzido com sucesso. Isto devia-se ao aspeto formal dos
objetos. Devido à sua geometria curvilínea tornava-se complicado a sua idealização em
máquinas como a Makerbot ou o Replicator, as quais possuem um melhor desempenho
com modelos de superfície plana. Todavia, houve tecnologias que tiveram um melhor
desempenho na conceção destas peças, tais como a Z-corp que ofereceu a melhor
resolução de todas as tecnologias testadas, contudo, a resistência é menor quando
comparada a outros protótipos concebidos com outras tecnologias onde foi utilizado
materiais como o PLA ou ABS.
Para o autor, o melhor resultado foi alcançado no ProJet103, a qual utilizava resina
na conceção de produtos, contudo um dos aspetos negativos é a longa duração do processo
103 O ProJet diz respeito a várias linhas de impressoras de impressão 3D profissionais da marca 3D
Systems.
87
de impressão104. Selecionadas as tecnologias que melhor se adaptam ao projeto em causa,
foram então produzidas diversas peças, algumas das quais se encontram ilustradas abaixo.
Figura 100 – Alguns modelos concebidos.
Os exemplos ilustrados mostram diferentes peças extraídas do modelo do
Grasshopper e os acabamentos das mesmas recorrendo a diferentes impressoras e
materiais. Os materiais utilizados são a resina, o pó e o ABS nas máquinas ProJet, Z-Corp
e Replicatior, respetivamente. Cada uma possui um tipo de acabamento diferente
dependente da tecnologia e material empregue, como exemplo concebida com pó possui
uma textura mais rugosa do que a concebida em resina. São características que devem ser
ponderadas na escolha de uma tecnologia e material em detrimento de um outro.
A partilha de um módulo pré-concebido com o objetivo de realizar uma
determinada função, permite a idealização de diversas peças, neste caso, peças de
joalharia. A solução partilhada da modificação de superfícies não apenas poderá ter
poupado tempo na sua idealização bem como garantisse que esta funcionasse.
Isto demonstra que não só que a preparação de módulos para desempenhar
determinadas tarefas de antemão permite a sua reutilização no projeto se este necessitar
de ser desmontado, bem como a sua utilização futura em outros projetos. Esta
possibilidade de reutilização de elementos construídos permite antever o resultado de uma
dada ação pelo fato de se saber o objetivo do módulo e de como este se processa.
104 DÍAZ, Alejandra – 3D Printing. [Em linha] 2014. [Consult. 28/10/16].
88
Finda a analise dos diversos estudos de caso observou-se um conjunto de
particularidades sobre cada um. Detalhes que se evidenciaram no estudo individual dos
projetos, os quais caracterizaram a conceção do modelo e os quais podem ser seguidos na
conceção de outros projetos.
Primeiramente, tal como foi inicialmente descrito, no design paramétrico o que
são descritas são as diferentes relações entre elementos e não a sua forma. A forma é
resultado dessas relações, algo que se focou em demonstrar no primeiro projeto analisado,
o Parametric Twisted Lamp. Não só a sua forma era concebida por diversos parâmetros,
mas a análise em detalhe dos encaixes veio reforçar essa ideia. A observação dos diversos
pontos que definiam cada parte dos encaixes e os resultados que eram possíveis obter
aquando da modificação dos parâmetros demonstrou como a associação de geometrias a
outras permitia que na sequência da modificação de uma dada geometria, as restantes que
lhe estejam associadas também se modificariam. Por esta razão, a dimensão dos encaixes
estava em conformidade com a lateral do polígono, que por sua vez estava dependente de
outros parâmetros tais como o número de divisões do modelo bem como do número de
faces, entre outros. A sua modificação permitia que os encaixes se adaptassem às
mudanças implementadas sem que fosse necessário o seu ajuste, no caso de se manter o
aspeto formal resultante das relações estabelecidas. Esta análise veio reforçar as ideias
apresentadas nos capítulos anteriores sobre a divisão por partes do projeto bem como a
necessidade de definir os diferentes parâmetros que permitam a modificação do objeto
num modo que o designer pretenda. Consequentemente, observou-se que o modo em que
foi concebido o projeto, no aspeto em que o módulo padrão foi extraído, permitiu a
focalização do projeto a um único elemento. Como o objeto é definido por um número
estabelecido de faces idênticas, permite ao designer focar-se na resolução dos diversos
aspetos do projeto, os quais estão contidos num único módulo.
O projeto do candeeiro Bloom, do mesmo autor do projeto descrito no ponto
anterior, demonstrou outra abordagem do trabalho. Onde antes o módulo padrão era
descrito pela forma geral, no presente caso o módulo é definido à parte e associado
posteriormente à forma geral. Esta divisão do projeto permite abordar duas partes do
projeto separadamente, no modo em que como não estão dependentes um do outro, a
alteração de um dos elementos não põe em causa a integridade do outro. Algo que no
outro projeto sucedia, pois o módulo dependia da forma geral. Algo inerente a ambos os
projetos é a sua planificação de modo a que a sua conceção seja possível, contudo
89
observou-se que a abordagem tomada difere nos dois projetos. Como o módulo no
Parametric Twisted Lamp é composto por polígonos em que não existe distorção dos
mesmos, o autor decidiu planificar o módulo diretamente no Rhinoceros. Por outro lado,
no que toca ao projeto do candeeiro Bloom recorreu a ferramentas dentro do Grasshopper
para o planificar. Pois a ferramenta do Rhinoceros não é totalmente precisa, como tal,
recorrer a uma ferramenta que permita o mesmo resultado dentro do editor visual evita
que exista uma alternância entre ambientes para realizar uma dada tarefa. Ainda, caso
algo seja modificado, poderá ocorrer que exista a necessidade de reassociar geometrias.
Em adição a escolha de um modo em detrimento do outro pode basear-se em que ponto
do projeto a planificação ocorre, pois um é considerado um dos passos finais enquanto no
outro é apenas uma parte do modelo paramétrico. Independentemente do caso, existem
diversas opções para a realização de uma determinada tarefa, onde apenas é necessário
analisar qual a melhor para o projeto. A possibilidade de criação de nodes para lidar com
um dado problema, permite que cada vez mais surjam opções para resolver questões
dentro do próprio Grasshopper, sem que haja a necessidade de mudar de ambiente de
modelação. Deste modo, o designer com as diversas opções que estão ao dispor quer no
Rhinoceros quer no Grasshopper é decidir aquela que melhor se adapta ao projeto em
causa.
No que toca aos projetos desenvolvidos por Jens Dyvik, foi possível constatar
modos distintos de conceber um projeto, bem como as características associadas a cada
um. A Layer Chair demonstra como a associação de geometrias contidas no ambiente de
modelação influenciam todo o modelo construído no editor visual. A não dependência de
o uso de um único ambiente, permite ao designer intercalar o seu trabalho entre ambas as
interfaces dando a liberdade ao mesmo de selecionar como desenvolver o seu projeto. No
caso em questão, o elemento descrito no Rhinoceros tratava-se da curvatura da cadeira, a
qual encontrava-se representada por duas curvas, uma exterior e outra interior. Pela
necessidade destas curvaturas possuírem aspetos ergonómicos, a sua descrição recorrendo
a ferramentas mais livres disponíveis no Rhinoceros para a sua conceção poderá justificar
a escolha pela sua descrição nesse ambiente. Visto estas curvas não possuírem
constrangimentos geométricos, a sua alteração é menos complexa do que a sua descrição
por relações geométricas no editor visual, é de certo modo, menos intuitiva. Sobre como
estas curvas se comportam no modelo foi observado testando diretamente no programa.
Como as curvas estavam associadas ao modelo, este assumia as modificações impostas,
90
reajustando-se mas mantendo todas as outras relações. Não existe uma perda de trabalho
por parte do designer pois o projeto em causa, foi desenvolvido para manter a integridade
visual das diversas camadas, deixando abertura para a modificação do objeto com base
em parâmetros e nas curvas pré-determinadas. Assim, o designer poderá considerar a
descrição de partes do projeto no ambiente de modelação, associando-os posteriormente
ao editor visual, permitindo assim a utilização de ambas as ferramentas num modo que o
designer se sinta mais confortável.
Outro ponto observado, a reutilização do projeto ou de uma parte de modo a se
conceber outros projetos. Um projeto finalizado permite ainda que dele possam surgir
novas versões de um objeto ou então reutilizar parte do modelo para desenvolver um
outro projeto. O Layer Bench recorreu uma larga parte do modelo paramétrico para
produzir uma versão diferente da original. Motivou uma exploração pelo modelo à
procura de outros modos ou oportunidades de projetar. Ou seja, um projeto finalizado não
se traduz num modelo acabado, este pode ser reutilizado, desconstruído de modo a dar
uso a um novo projeto.
Em contraste com o projeto da Layer Chair, a Layer Table possui todos os
elementos descritos dentro do editor visual, o qual permitia modificar um grande número
de elementos. Possibilitava para além da transformação do aspeto visual da mesa, um
grande controlo dos diversos elementos técnicos. Contudo, ao contrário do projeto
anterior que ao modificar as curvas associadas resultava numa mudança acentuada do
aspeto visual, no presente caso isso não é alcançado num modo simples como o da
cadeira. Pelas diversas dependências geometrias associadas, seria necessário modificar o
modelo paramétrico para o alcançar, caso fosse o pretendido pelo designer. Assim é
necessário compreender os benefícios e desvantagens que cada abordagem mencionada
possibilita ao projeto e desenvolve-lo de acordo com a que melhor se justifica para um
dado projeto.
Por fim, referente ao projeto sobre Joalharia Paramétrica denotou-se deste o inicio
da análise o uso de um módulo externo que visava torcer uma dada superfície. O módulo
em causa foi desenvolvido por um utilizador, o qual o disponibilizou à comunidade para
o uso por parte de qualquer pessoa. Contudo, a ideia principal mantem-se, o
desenvolvimento de um módulo especificamente para tratar de um problema. Esta
abordagem pode ser desenvolvida para qualquer projeto, ou então o desenvolvimento do
módulo à parte para a sua posterior associação a um modelo paramétrico. Como tal, os
91
modelos paramétricos não servem exclusivamente para desenvolver geometrias, mas
também para criar soluções que auxiliem o designer na conceção de produtos.
Sucintamente, após a análise dos diversos projetos referidos no presente capitulo,
os pontos que se destacaram baseiam-se na:
Importância das relações geométricas estabelecidas no projeto,
Recurso a um módulo padrão, o qual permite ao designer focar a sua atenção
a um único elemento,
Utilização do ambiente de modelação para realizar determinadas tarefas, em
vez de as executar no editor visual, e vice-versa,
Definição de nodes para desempenhar determinada tarefa,
Possibilidade da descrição de geometrias no ambiente de modelação e
consequente associação no editor visual,
Reutilização do diagrama de nodes de um projeto finalizado para a conceção
de outros projetos.
Idealização de módulos com o intuito de resolver um dado problema, o qual
pode ser aplicado em diversos projetos.
Os pontos descritos são apenas algumas observações que foram possíveis de
retirar dos projetos analisados. A metodologia utilizada na conceção do modelo varia de
designer para designer e os pontos observados demonstram como os autores em causa
organizam o seu trabalho. Analisou-se particularidades que são inerentes ao modo de
trabalho com programas visuais paramétricos baseados em nodes, bem como
particularidades que qualquer designer poderá recorrer no seu trabalho.
No que toca na aplicação destas técnicas ao design de produto, aponta-se como
um meio de exploração de possibilidades do projeto. Devido ao modelo paramétrico
possuir diversos elementos associados uns aos outros, existe uma interatividade
instantânea. Com isto, desde que o modelo paramétrico esteja desenhado de modo a
possuir todos os parâmetros necessários, o designer poderá testar ou modifica-los,
explorando os diversos resultados facilmente. Esta mudança pode permitir não só a
alteração do projeto com o intuito de alcançar uma solução para o projeto, mas também
torna possível modifica-la numa fase mais tardia, tal como na fase de fabricação. Devido
92
a erros possíveis de ocorrer durante este período, tendo modos de alterar o modelo virtual
eficazmente permite que o designer despenda muito tempo a modificar o projeto de modo
a corrigi-lo.
93
7. Conclusão
A conceção do computador revolucionou sem dúvida a sociedade. O que
anteriormente era processado por ferramentas tradicionais passou a ser analisado por uma
máquina, diminuindo o tempo despendido numa dada tarefa, tornando mais eficiente o
trabalho de quem o usava. Com a evolução da tecnologia, a área do design também foi
influenciada pelo avanço tecnológico e com a introdução do computador na área,
modificando assim o modo de projetar do designer. A associação de elementos gráficos
ao computador desencadeou um conjunto de possibilidades criativas na indústria, as quais
vieram em conformidade com o desenvolvimento de diversos tipos de modelação. Estes
permitiam a elaboração de projetos mais complexos, desde a sua representação
bidimensional até à introdução da tridimensionalidade no computador, na qual o modelo
passou a compreender todos os aspetos técnicos do objeto. Os benefícios da utilização do
computador tornaram-se tão evidentes que o tornou numa das ferramentas indispensáveis
na conceção de produtos.
A adaptação dos modos de conceção paramétricos a ambientes computacionais
permitiu que as técnicas anteriormente utilizadas manualmente progredissem para um
ambiente digital mais eficiente. Sem dúvida que esta mudança e a aceitação das técnicas,
incentivaram o desenvolvimento da temática, com o aparecimento de diversas tipologias
de programas. A crescente capacidade de projeção dos computadores possibilitou que
variantes surgissem com o objetivo de colmatar lacunas existentes. O design generativo
é um deles, o qual fez uso do imenso poder de processamento do computador para analisar
um grande número de opções num período de tempo reduzido, algo que se fosse o próprio
designer a ponderar demoraria bastante tempo. Inclusive, muitas opções poderiam nem
sequer ser consideradas pelo designer, daí a questão da imprevisibilidade desta técnica.
No que toca ao tema geral da dissertação, observaram-se diversos pontos sobre a
tipologia de modelação. Algo inerente a qualquer tipo de modelação paramétrica, quer
seja ela textual ou visual, a abordagem do projeto por partes é necessária para um bom
relacionamento do designer com o projeto, isto unicamente pelo modo de como se
organiza. Um planeamento de como todo o projeto se organizará é essencial neste tipo de
modelação.
94
Uma organização clara das diferentes partes leva a uma melhor compreensão do
modelo não só por quem o concebe, mas por outros participantes que venham a trabalhar
no projeto. Isto tendo em conta que os projetos podem ser concebidos em equipa e não
somente por um único indivíduo. Isto também permite que cada elemento aborde uma
parte do projeto, sendo todas as partes posteriormente compiladas de modo a criar-se o
projeto final. O descrito é possível, pois como observado, basta que cada módulo, ou
grupos de nodes, possuam os requerimentos necessários para assimilar determinadas
informações que possam estar contidas em outros módulos. Deste modo, como este
conjunto de nodes, elementos com informações codificadas, podem não apenas descrever
geometrias, mas como estas geometrias devem operar, o trabalho do designer pode não
estar apenas focado no resultado final, mas em modos de como resolver um problema
especifico, o qual é associado ao resto do projeto para a sua conclusão. A conceção de
módulos destinados à realização de uma tarefa permite que não só se evite a sua
reconcepção em outros projetos, mas que possam ser reutilizados sem a perda de
informação. O uso destes modelos pré-definidos pode potencializar ainda a idealização
de novos conceitos não só por permitem que um dado obstáculo seja ultrapassado em
termos de idealização num programa, mas também pelo facto de puderem servir de ideia
base para um projeto a desenvolver. Independentemente de este ter sido concebido pelo
próprio designer, pelo estúdio onde trabalha ou partilhado online à comunidade, os
benefícios encontram-se sobre o que pode oferecer ao trabalho do designer.
A utilização de elementos visuais de modo a estabelecer as diferentes relações do
modelo e o recurso de módulos para os agrupar permitiu não só uma melhor análise dos
diversos projetos, mas também uma compreensão da organização do projeto pela análise
das sucessivas ligações entre eles que se encontram organizadas no editor visual. Em
adição no Grasshopper, existe a hipótese de alternância da apresentação de cada node
entre uma descrição sobre o objetivo do node ou com a alternância com elementos
gráficos que os classifiquem, são possibilidades que permitem uma melhor leitura dos
módulos conforme a preferência de cada utilizador.
Como se observou nos projetos analisados, a decomposição dos projetos em partes
particulares permite perceber como abordar cada uma, desenvolvendo assim as
geometrias e associações necessárias para alcançar o objetivo pretendido.
95
No que toca à fabricação recorrendo a tecnologias de manufatura digital, as
características referentes a cada tecnologia podem ser consideradas nas fases de
idealização. Pelo relacionamento dos vários elementos, é possível conceber o modelo de
modo a ajusta-lo não só ao tipo de tecnologia a utilizar, mas também às diversas mudanças
que possam existir. Exemplo disso foi possível observar no projeto da Layer Chair, na
qual existiam parâmetros para ajustar o modelo conforme a tecnologia a utilizar. Ou seja,
podia-se ajustar os parâmetros de modo a que fosse produzida numa máquina de corte a
laser ou numa máquina que recorre a uma fresa e ainda especificar qual o diâmetro da
mesma. Isto implicava uma mudança no modelo completo. Sobre o ponto em análise,
também foi observado a necessidade de preocupação sobre a exequibilidade de um
projeto. Na Joalharia Paramétrica, devido à sua conceção com tecnologias de impressão
3D foi necessário remover pequenos elementos, os quais poderiam não ser impressos,
danificando assim o resultado final. O uso dos sistemas paramétricos de modelação por
node permitem que casos como este possam ser abordados, quer em elementos que
resolvam problemas de geometria, ou então que o designer conceba o modelo de forma a
considerar estas possibilidades. Pelo modo visual que os projetos se apresentam, a
modificação dos diversos parâmetros é clara e os resultados são imediatos pelas
características da modelação.
A inserção de opções como as referidas anteriormente pode prevenir trabalho
extra no modelo, criando assim alternativas viáveis caso a venha a existir algum
contratempo em qualquer fase do processo de design. Mas para tal, é necessário ponderar
todos as ocorrências que possam existir durante a produção.
Observou-se ainda que os programas visuais de modelação por node permitem
diversas particularidades na modelação, as quais os designers podem considerar aquando
a criação dos seus modelos paramétricos. Como qualquer programa, estes possuem os
seus benefícios e desvantagens, as quais devem ser consideradas para a escolha da
tipologia de programas que mais se adeque ao designer. É também essencial escolher o
melhor método para abordar um projeto. Os analisados nos casos de estudo são apenas
alguns modos que podem ser utilizados na conceção de produtos e os quais podem ser
considerados para o sucesso de um modelo.
Com base na presente dissertação considera-se possível a continuação do estudo
sobre as diferentes características na modelação paramétrica visual por nodes. As
diferentes possibilidades que estes sistemas conferem ao trabalho do designer são
96
imensas, o que a procura sobre outras formas de projetar pode esclarecer dúvidas
existentes e demonstrar as possibilidades que este tipo de modelação pode conceder.
Ainda, com base nas possibilidades que estes programas oferecem pode-se prosseguir o
estudo para um campo prático com a idealização de projetos, os quais tenham como
intuito final a sua fabricação sem o recurso a tecnologias de manufatura digital. Poderão
surgir discrepâncias sobre as conclusões analisadas no presente estudo em relação a um
novo. Serviria para expandir o estudo do tema a outras tecnologias utilizadas no design
de produto e como os programas de modelação por node podem ser utilizados nestes
casos. Outra possibilidade de estudo incide na comunidade que cada vez mais se encontra
globalizada através da internet. Como estes programas podem fazer uso da crescente
globalização para a idealização de produtos.
97
Bibliografia
Monografias
BAKER, Robin - Designing the future: the computer transformation of reality.
London: Thames and Hudson, 1993. 208f. ISBN 0-500-01578-3
BRYDEN, Douglas – Cad and Rapid Prototyping for Product Design. London:
Laurence King Publishing Ltd, 2014. ISBN 978 1 78067 342 4
BURRY, Mark – Scripting Cultures: Architectural design and programing. 1ºed.
United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2011. ISBN 978-0-470-74641-7
JABI, Wassim – Parametric Design for Architecture. London: Laurence King
Publishing Ltd, 2013. ISBN 978-1-78067-314-1
KNIGHT, Terry W. – Transformations in Design: a Formal Approach to Stylistic
Change and Innovation in the Visual Arts. Cambridge: Cambridge University Press,
1994. ISBN 0-521-38460-5
SILVA, Arlindo; [et al.] – Desenho Técnico Moderno. 6.ª ed. Lisboa: Lidel, 2004. 704p.
ISBN 9 789727 573370
SOUSA, Emanuel de – Da Materialidade: Modos de Produção Contemporâneos. In
JOÃO, Pedro; CROMPTON, Dennis. Archigram: Experimental Architecture 1961-1974.
Guimarães: s.d., 2012. ISBN: 978-989-98292-9-9.
SUPON DESIGN GROUP: INTERNATIONAL BOOK DIVISION - Computer
generation : how designers view today's techonology. Düsseldorf: Nippan, 1993. 177f.
ISBN 3-910052-35-5
TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design: Parametric Strategies using
Grasshopper. Introd. de Fulvio Wirz. 1ª ed. Brienza: Le Penseur Publisher, 2015. ISBN
978-88-95315-30-0
98
VAZA, Mestre Aldina, [et.al.] – Dicionário Verbo: Lingua Portuguesa. Portugal:
Editorial Verbo, 2006. ISBN 972-22-2571-5
WOODBURY, Robert – Elements of Parametric Design. New York: Routledge, 2010.
ISBN 978-0-415-77987-6
Teses e Dissertações
DIAS, Pedro João Jacinto da Silva - Design e Auto-produção: Novos paradigmas para
o design de artefactos na sociedade pós-industrial. A contribuição das tecnologias
digitais. [Em linha]. Lisboa: Universidade de Lisboa, Faculdade de Belas-Artes, 2015.
[Consult. 23/05/2016]. Tese de Doutoramento. Disponível em
http://repositorio.ul.pt/handle/10451/17815
ECHENAGUCIA, Tomás Méndez - Computational Search in Architectural Design.
[Em linha]. Torino: Politecnico di Torino, 2013. [Consult. 02/02/2016]. A thesis
submitted for the degree of “Doctor of Philosophy”. Disponível em
http://porto.polito.it/2543137/1/PhD_thesis_mendez_1.pdf
GARCIA, Sara Filipe Lopes – As Tecnologias CAD no Design de Produto: da Ideia à
sua Materialização. [Em linha]. Lisboa: Faculdade de Arquitetura, 2010. [Consult.
07/03/2016]. Disponível em http://www.repository.utl.pt/handle/10400.5/3002
MADEIRA, Joaquim João Estrela Ribeiro Silvestre – Modelação Interactiva de Curvas
e Superfícies de Forma Livre. Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade de
Coimbra, 1990. 149f. Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do
programa de Mestrado em Ciências da Computação.
NATH, Mriganka – Parametric Architecture: Total Fluidity. India: Manipal
University, s.d. Thesis report submitted to Faculty of Architecture, Manipal University.
[Em linha] s.d. [Consult. 06/05/2016]. Disponível em
https://issuu.com/mriganknath/docs/parametric_architecture_-_total_flu
99
TEIXEIRA, José Carlos de Gouveia – A Modelação Geométrica em Actividades
CAD/CAM. Coimbra: Universidade de Coimbra, 1990. Monografia apresentada para
prova complementar de Doutoramento em Ciências – Especialidade de Análise Numérica
e Computação na Universidade de Coimbra.
VIEIRA, Anderson Koyama - Design Generativo – Estudo exploratório sobre o uso
de programação no design. [Em linha]. São Paulo: Faculdade de Arquitetura e
Urbanismo da Universidade de São Paulo, 2014. [Consult. 28/03/2016]. Disponível em
http://www.fau.usp.br/fauforma/2015/assets/anderson_vieira.pdf
Artigos
AISH, Robert; WOODBURY, Robert – Multi-Level Interaction in Parametric Design.
Canada: Simon Fraser University, School of Interactive Arts and Technology, 2005.
DAVIS, Daniel; BURRY, Jane; BURRY, Mark - Understanding visual scripts:
Improving collaboration through modular programing. [s.d.]: International Journal
of Architectural Computing, 2011, vol.9, nº 4 361-375.
FRAILE, Marcelo – Morfogénesis Digital. del Diseño en Serie al Parametrismo
Eficiente. Proyecto UBACyT. Teoría de la Arquitectura en la Contemporaneidad.
[Em linha] nº2, s.d. [Consult. 07/11/2016]. Disponível em
http://www.academia.edu/2714942/Morfog%C3%A9nesis_Digital._Del_Dise%C3%B1
o_en_Serie_al_Parametrismo_Eficiente
KRISH, Sivam – A practical generative design method. Computer-Aided Design [Em
linha] vol.43, nº1 (2011), p. 88-100. [Consult. 22/03/2016]. Disponível em
https://eclass.teicrete.gr/modules/document/file.php/TM155/papers/2015/8.%20A%20pr
actical%20generative%20design%20method.pdf
100
Periódicos
AD Computation Works: The Building of Algoritmic Thought. CASTLE, Helen;
PETERS, Brady; KESTELIER, Xavier de, ed. Nº 222 ([March/April 2013])- London:
John Wiley & Sons, [2013]. ISSN 0003-8504.
AD Parametricism 2.0: Rethinking Architecture’s Agenda for the 21st Century.
CASTLE, Helen, ed. London: John Wiley & Sons. 2016, nº 240. ISSN 0003-8504
CARBONE, Carla – Riccardo Bovo: “O ato digital”. In Arqa: Revista de Arquitetura
e Arte. Lisboa: Inforegiões. ISSN: 1647-077X. Nº 106 (2013) p. 116-117.
PAIO, Alexandra; SILVA, Brimet – Processos digitais: Computorização e computador.
In Arqa: Arquitetura e Arte. Lisboa: Futurmagazine, Sociedade Editora, Lda. ISSN:
1647-077X. Nº 106 (2013) p.024-025
PETERS, Brady; PETERS, Terri - Inside Smartgeometry: Expanding the
Architectural Possibilities of Computational Design. Italy: John Wiley & Sons Ltd,
2013. 271 p. (AD Smart). ISBN 978-1-118-52247-9
101
Webgrafia
3D Innovations - The History of Computer-Aided Design (CAD). [Em linha] 2013.
[Consult. 06/11/16]. Disponível em https://3d-innovations.com/blog/the-history-of-
computer-aided-design-cad/
AGKATHIDIS, Asterios – Generative Design. [Em linha] 2015. [Consult. 26/09/16].
Disponível em
https://www.academia.edu/8208113/Generative_Design_Form_Finding_Techniques_in
_Architecture
American Machinist – The CAD/CAM Hall of Fame. [Em linha] s.d. [Consult.
04/11/16]. Disponível em http://americanmachinist.com/cadcam-software/cadcam-hall-
fame
Chido Studio – Diseño Paramétrico: Implementation y Aplicaciones. [Em linha] 2011.
[Consult. 16/11/16]. Disponível em https://issuu.com/chidostudiodiseno/docs/ch_dp
Chido Studio Collective – História. [Em linha] 2016. [Consult. 11/10/16]. Disponível em
https://www.facebook.com/ChidoStudio/about/
COHN, David - Evolution of Computer-Aided Design [Em linha] 2010. [Consult.
17/09/16]. Disponível em http://www.digitaleng.news/de/evolution-of-computer-aided-
design/
Computer History Museum – ENIAC. [Em linha] s.d. [Consult. 02/11/16]. Disponível
em http://www.computerhistory.org/revolution/birth-of-the-computer/4/78
DAVIS, Daniel - A History of Parametric. [Em linha] 2013. [Consult. 27/09/16].
Disponível em http://www.danieldavis.com/a-history-of-parametric/
DÍAZ, Alejandra – 3D Printing. [Em linha] 2014. [Consult. 28/10/16]. Disponível em
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/5.3D.html
DICTIONARY.COM – Metron. [Em linha] 2005. [Consult. 06/03/2016]. Disponível em
http://www.dictionary.com/browse/-meter
102
DICTIONARY.COM – Para. [Em linha] 2005. [Consult. 06/03/2016]. Disponível em
http://www.dictionary.com/browse/para-
DICTIONARY.COM – Parameter. [Em linha] 2005. [Consult. 06/03/2016]. Disponível
em http://www.dictionary.com/browse/parametric
DIGGINS, Christopher - Introducing Max Creation Graphs (MCG). [Em linha] 2015.
[Consult. 07/05/2016]. Disponível em http://area.autodesk.com/blogs/chris/introducing-
max-creation-graphs
GOMEZ-MORIANA, Rafael - Gaudí’s hanging chain models: parametric design
avant la lettre? [Em linha] 2012. [Consult. 26/09/16]. Disponível em
https://criticalista.com/2012/08/16/gaudis-hanging-chain-models-parametric-design-
avant-la-lettre/
GRUNEWALD, Scott J - Under Armour Unveils a New 3D Printed Training Shoe
Designed with Autodesk Software [Em linha] 2016. [Consult. 04/09/16]. Disponível em
https://3dprint.com/123064/under-armour-3d-printed-shoe/
INFOPEDIA.PT – Gerar [Em linha] 2016 [Consult. 18/03/2016]. Disponível em
https://www.infopedia.pt/dicionarios/lingua-portuguesa/gerar
Intel Fix - Brief Overview of CAD Development Since 1970. [Em linha] 2015. [Consult.
06/11/16]. Disponível em http://intelifix.com/vi/blog/brief-overview-cad-development-
since-1970/
MGX - FRACTAL.MGX table. [Em linha] s.d. [Consult. 22/10/16]. Disponível em
http://www.mgxbymaterialise.com/limited-editions/mgxmodel/detail/detail/59
modeLAB - Intro to Grasshopper 02 | Visual Programming + Navigating the
Interface. [Em linha] 2015. [Consult. 12/04/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=-dSt_Bdd-
YY&list=PLGV167zE8gnUzZxgWwPkqPQrofJsXtB4g&index=2
Nortikin – About. [Em linha] s.d. [Consult. 04/10/16]. Disponível em
http://nortikin.github.io/sverchok/About
103
PC Magazine - Definition of: solid modeling. [Em linha] s.d. [Consult. 05/11/16].
Disponível em http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/51724/solid-modeling
PC Magazine - Definition of: surface modeling. [Em linha] s.d. [Consult. 05/11/16].
Disponível em http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/52270/surface-modeling
STRATASYS - 3D Printed Chair Showcases Zaha Hadid’s Vision. [Em linha] 2016.
[Consult. 22/10/2016]. Disponível em http://blog.stratasys.com/2016/06/01/zaha-hadid-
3d-printed-chair/
WAINWRIGHT, Oliver - Frei Otto: the titan of tent architecture. [Em linha] 2015.
[Consult. 27/09/16]. Disponível em
https://www.theguardian.com/artanddesign/architecture-design-blog/2015/mar/11/frei-
otto-the-titan-of-tent-architecture
WATKIN, Hanna - Under Armour Release 3D Printed “Architect” Sneakers [Em
linha] 2016. [Consult. 11/10/16]. Disponível em https://all3dp.com/armour-release-3d-
printed-sneakers/
Projetos Analisados
DIAZ, Alejandra – Parametric Jewellery. [Em linha] 2014. [Consult. 04/09/2016].
Disponível em
https://github.com/AleDiazdeLeon/FabAcademy2014/blob/master/Week03_3Dprinting
_FabAcademy2014_Jewerly(MN-tapeworm-script-v002).gh
DyvikDesign - The Layer Chair – Amsterdam edition. [Em linha] 2012. [Consult.
02/05/2016]. Disponível em http://www.dyvikdesign.com/site/open/LayerChair.zip
DyvikDesign – The Layer Table. [Em linha] 2012. [Consult. 04/09/2016]. Disponível
em http://www.dyvikdesign.com/site/open/LayerTable.zip
POTERFIELD, Aaron – Bloom Parametric Pendant Lamp. [Em linha] s.d. [Consult.
25/06/2016]. Disponível em
104
http://www.instructables.com/files/orig/FC6/K6U8/HWG0CF0O/FC6K6U8HWG0CF0
O.gh
POTERFIELD, Aaron – Parametric Twisted Lamp. [Em linha] s.d. [Consult.
12/06/2016]. Disponível em
http://www.instructables.com/ORIG/FVZ/2HAJ/HP7JAUCX/FVZ2HAJHP7JAUCX.zi
p
105
Fontes Iconográficas
Figura 1 (p.6) - University of Pennsylvania Archives - ENIAC programmers. [Em
linha] 1946. [Consult. 30/11/2016]. Disponível em
http://s7.computerhistory.org/is/image/CHM/102618640-03-01?$re-zoomed$
Figura 2 (p.6) - University of Pennsylvania Archives - ENIAC being set up. [Em
linha] 1946. [Consult. 30/11/2016]. Disponível em
http://s7.computerhistory.org/is/image/CHM/102622742-03-01?$re-zoomed$
Figura 3 (p.7) – OVTCHAROVA, Jivka - Evolução do conceito de Modelação. In
TEIXEIRA, José Carlos de Gouveia – A Modelação Geométrica em Actividades
CAD/CAM. p. 2-3
Figura 4 (p.10) – History-Computer - Ivan Sutherland using Sketchpad in 1962. [Em
linha] s.d. [Consult. 05/04/2016]. Disponível em http://history-
computer.com/ModernComputer/Software/images/Ivan_Sutherland1962.jpg
Figura 5 (p.10) – s.n. - Ivan Sutherland's Sketchpad: A Man Machine Graphical
Communication System. [Em linha] s.d. [Consult. 05/04/2016]. Disponível em
https://s-media-cache-
ak0.pinimg.com/564x/0d/1f/ba/0d1fba86ee4d9457eb666705cb8b06e0.jpg
Figura 6 (p.11) – Intelifix – s.n. [Em linha] 2015. [Consult. 06/11/16]. Disponível em
http://intelifix.com/algodoo.com.my/v2/wp-content/uploads/2013/10/NURBS.png
Figura 7 (p.12) – KNIGHT, Dan – The IBM PC. [Em linha] 2014. [Consult.
03/11/2016]. Disponível em http://lowendmac.com/wp-content/uploads/ibm_pc.jpg
Figura 8 (p.12) – IBM – IBM Personal Computer. [Em linha] s.d. [Consult.
16/10/2016]. Disponível em https://www-
03.ibm.com/ibm/history/exhibits/pc/images/overlay/02101.jpg
Figura 9 (p.13) – HURLEY, Shaan - The famous AutoCAD sample nozzle drawing
was created by Don Strimbu with AutoCAD 2.18. [Em linha] s.d. [Consult.
106
30/10/2016]. Disponível em http://www.digitaleng.news/de/img/evolution-of-computer-
aided-design_2.jpg
Figura 10 (p.13) - Intelifix – s.n. [Em linha] 2015. [Consult. 06/11/16]. Disponível em
http://intelifix.com/algodoo.com.my/v2/wp-content/uploads/2013/10/131017-ACAD-
2.18-Columbia-SS.jpg
Figura 11 (p.15) s.n. – Modelo 3D de um subconjunto. In SILVA, Arlindo; [et al.] –
Desenho Técnico Moderno. p.17.
Figura 12 (p.15) s.n. – Modelo 3D em perspectiva explodida. In ibid.
Figura 13 (p.15) s.n. – Vistas obtidas automaticamente do modelo 3D. In ibid. p.19.
Figura 14 (p.20) – In
Figura 15 (p.21) – KRISH, Sivam – Generated base forms. In KRISH, Sivam – A
practical generative design method. Computer-Aided Design [Em linha] vol.43, nº1
(2011), p. 95. [Consult. 22/03/2016]. Disponível em
https://eclass.teicrete.gr/modules/document/file.php/TM155/papers/2015/8.%20A%20pr
actical%20generative%20design%20method.pdf
Figura 16 (p.22) – KRISH, Sivam – Generation of design details. In Ibid.
Figura 17 (p.23) – AUTODESK – 00 Bionic Partition. [Em linha] 2015. [Consult.
15/09/2016]. Disponível em
http://inthefold.autodesk.com/.a/6a017c3334c51a970b01b8d17d398f970c-800wi
Figura 18 (p.23) – AUTODESK – 01 Bionic Particion. Ibid.
Figura 19 (p.24) - AUTODESK – The latticed structure looks random, but it’s
optimized to be strong and light. [Em linha] s.d. [Consult. 16/09/2016]. Disponível
em http://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/customer-
stories/airbus/epic-story-airbus-final-partition-1024x683.jpg
Figura 20 (p.24) – AUTODESK – Results of a Simulation test for Stress. [Em linha]
s.d. [Consult. 16/09/2016]. Disponível em
107
http://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/customer-stories/airbus/epic-
story-airbus-partition-simulation-stress-test-1024x791.jpg
Figura 21 (p.25) –– GRUNEWALD, Scott - The limited edition Architech will go on
sale March 18th. [Em linha] 2016. [Consult. 12/09/2016]. Disponível em
https://3dprint.com/wp-content/uploads/2016/03/3dp_archatech_shoes_full-
e1457445332207.jpg
Figura 22 (p.25) – GRUNEWALD, Scott - The 3D printed midsole on the Under
Armour Architech shoe. [Em linha] 2016. [Consult. 12/09/2016]. Disponível em
https://3dprint.com/wp-content/uploads/2016/03/3dp_archatech_soles_close.jpg
Figura 23 (p.25) – AUTODESK RESEARCH - The Dreamcatcher Workflow. [Em
linha] s.d. [Consult. 29/10/2016]. Disponível em
https://autodeskresearch.com/projects/dreamcatcher
Figura 24 (p.26) – AUTODESK RESEARCH – Drone Sequence. [Em linha] s.d.
[Consult. 30/09/2016]. Disponível em
https://autodeskresearch.com/projects/dreamcatcher
Figura 25 (p.29) – CLEFREF – Sagrada Familia. [Em linha] 2008. [Consult.
15/05/2016]. Disponível em
http://www.fotothing.com/cleftref/photo/2c234a6e2c781541e83a93d085324be1/
Figura 26 (p.29) – CHAILEY – Stress testing model in the museum. [Em linha]
2006. [Consult. 16/05/2016]. Disponível em
http://www.flickriver.com/photos/chailey/291461199/
Figura 27 (p.30) – Frei Otto Film - FREI OTTO - MODELING WITH SOAP
FILMS. [Em linha] s.d. [Consult. 09/09/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=-IW7o25NmeA
Figura 28 (p.30) – OTTO, FREI - Form-finding study model. [Em linha] s.d.
[Consult. 20/06/2016]. Disponível em http://www.archdaily.com/623689/ad-classics-
german-pavilion-expo-67-frei-otto-and-rolf-gutbrod/550743efe58ececc4100006d-form-
finding-study-m
108
Figura 29 (p.31) – MORETTI, Luigi - A model of stadium N by Luigi Moretti. [Em
linha] s.d. [Consult. 02/06/2016]. Disponível em http://www.danieldavis.com/wp-
content/uploads/2013/08/moretti_1.jpg
Figura 30 (p.31) – MORETTI, Luigi - The plans for stadium version M and N
showing the “equi-desirability” curves. [Em linha] s.d. [Consult. 02/06/2016].
Disponível em http://www.danieldavis.com/wp-content/uploads/2013/08/moretti_2.jpg
Figura 31 (p.33) - TEDESCHI, Arturo - The algorithmic modeling based on scripting
consists of two main "windows": the editor and the 3D modeling environment. In
TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design: Parametric Strategies using
Grasshopper. p. 24.
Figura 32 (p.35) – TEDESCHI, Arturo – Schematic representation of an algorithm.
In Ibid. p. 23.
Figura 33 (p.37) – VIEIRA, Anderson – Pente de cabelo e alguns de seus atributos.
In VIEIRA, Anderson – Design Generativo – Estudo exploratório sobre o uso de
programação no design. [Em linha] 2014. [Consult. 04/04/2016]. Disponível em
http://www.fau.usp.br/fauforma/2015/assets/anderson_vieira.pdf p.14
Figura 34 (p.37) - VIEIRA, Anderson – Algumas possibilidades de produtos
possíveis a partir da alteração de seus parâmetros. In Ibid. p.15
Figura 35 (p.38) – PEDRO, Ana Luísa - Parâmetros considerados.
Figura 36 (p.38) – PEDRO, Ana Luísa - Diversas variações de pentes.
Figura 37 (p.43) – Visual Complexity – s.n. [Em linha] s.d. [Consult. 12/12/2016].
Disponível em http://www.visualcomplexity.com/vc/images/345_big01.jpg
Figura 38 (p.43) – fxguide – s.n. [Em linha] 2012. [Consult. 12/12/2016]. Disponível
em https://www.fxguide.com/wp-content/uploads/2012/02/sage_V01.jpg
Figura 39 (p.44) – modeLAB - Intro to Grasshopper 02 | Visual Programming +
Navigating the Interface. [Em linha] 2015. [Consult. 12/04/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=-dSt_Bdd-
YY&list=PLGV167zE8gnUzZxgWwPkqPQrofJsXtB4g&index=2
109
Figura 40 (p.45) - PEDRO, Ana Luísa – Source Node.
Figura 41 (p.45) - PEDRO, Ana Luísa – Sink Node.
Figura 42 (p.45) - PEDRO, Ana Luísa – Internal Node.
Figura 43 (p.46) – modeLAB - Intro to Grasshopper 02 | Visual Programming +
Navigating the Interface. [Em linha] 2015. [Consult. 12/04/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=-dSt_Bdd-
YY&list=PLGV167zE8gnUzZxgWwPkqPQrofJsXtB4g&index=2
Figura 44 (p.47) - PEDRO, Ana Luísa – Organização dos nodes num projeto.
Figura 45 (p.48) - TEDESCHI, Arturo – s.n. In TEDESCHI, Arturo –
ADD_Algorithms-Aided Design: Parametric Strategies using Grasshopper. p. 28.
Figura 46 (p.49) - - TEDESCHI, Arturo – The image shows the Rhino environment
(B) and the Grasshopper editor (A) which is a window that works in parallel with
Rhinoceros. D is the geometry “generated” by the visual algoritm (C). In
TEDESCHI, Arturo – ADD_Algorithms-Aided Design: Parametric Strategies using
Grasshopper. p. 35.
Figura 47 (p.51) – COMMUNITY REPORTER - Sverchok add-on: new version and
hangout today. [Em linha] 2013. [Consult. 12/06/2016]. Disponível em
http://www.blendernation.com/2013/11/01/sverchok-add-on-new-version-and-hangout-
today/#prettyPhoto/0/
Figura 48 (p.51) – DEGOMEZ, Lucas – Blender – Sverschok lab. [Em linha] 2014.
[Consult. 09/08/2016]. Disponível em
https://www.behance.net/gallery/20119361/Blender-Sverchok-lab
Figura 49 (p.51) – EGAN, Kelly – White Vines. [Em linha] 2016. [Consult.
02/10/2016]. Disponível em http://kellyegan.net/images/20160710_vinesWhite_sm.jpg
Figura 50 (p.52) – AUTODESK - 3ds Max - MCG - Creating a Clone Modifier -
Part 3 - UI Customization. [Em linha] 2015. [Consult. 08/05/2016]. Disponível em
https://i.ytimg.com/vi/kJcBK5JsueE/sddefault.jpg
110
Figura 51 (p.53) – ASHTON, Martin – MCG – World Space Effects. [Em linha]
2016. [Consult. 28/10/2016]. Disponível em
https://area.autodesk.com/userdata/blogs/mcgblog/world_space_effects/01_1.jpg
Figura 52 (p.53) – BATHYSCAPH - BUR_SpinScatter by Bathyscaph. [Em linha]
2016. [Consult. 04/06/2016]. Disponível em http://area.autodesk.com/blogs/the-3ds-
max-blog/max-creation-graph-the-year-in-review
Figura 53 (p.54) – MOCZYDLOWSKI, Seth – Grasshopper 3D. [Em linha] 2015.
[Consult. 05/11/2016]. Disponível em http://www.arch2o.com/wp-
content/uploads/2015/10/Arch20-Parametric-Plugins-013.jpg
Figura 54 (p.54) – LAMBROU, Ifigenia – Wavy Bracelet. [Em linha] 2012. [Consult.
15/09/2016]. Disponível em
https://digitalsubstance.files.wordpress.com/2012/07/wavy_bracelet0001.png
Figura 55 (p.54) – KRIEGER, Sarah – s.n. [Em linha] 2011. [Consult. 15/09/2016].
Disponível em http://www.grasshopper3d.com/profiles/blog/list?user=3d4uc11pquu3b
Figura 56 (p.59) – Stratasys Ltd - A rapid prototype of an inhaler. The
crosssectional layers are clearly visible on the surface. In BRYDEN, Douglas – Cad
and Rapid Prototyping for Product Design. p. 68.
Figura 56 (p.59) - Stratasys Ltd - Rapid prototyped tap in white ABS polymer
created using fused deposition modelling (FDM). In Ibid. p. 99.
Figura 57 (p.60) – Stratasys - The Evolution of the 3D Printed Zaha Hadid Chair.
[Em linha] 2016. [Consult. 15/11/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=RonhiPKywAQ
Figura 58 (p. 60) – Ibid.
Figura 59 (p.61) – ZAHA, Hadid - 3D printed CHAIR by world-renowned architect
Zaha Hadid and Patrick Schumacher in collaboration with STRATASYS, 3D
printed on the Stratasys Objet1000 Multi-Material 3D Printer. [Em linha] 2016.
[Consult. 22/10/2016]. Disponível em http://blog.stratasys.com/wp-
content/uploads/2016/06/zaha-hadid-chair.jpg
111
Figura 60 (p.61) – MOREY, Anthoney - Zaha Hadid's exhibited 3D printed chair in
Conjunction with Stratasys. [Em linha] s.d. [Consult. 21/10/2016]. Disponível em
http://cdn.archinect.net/images/650x/8o/8o5n2pmwl4yvyf01.jpg
Figura 61 (p.62) - WertelOberfell Platform - Fractal.MGX Table. [Em linha] s.d.
[Consult. 22/10/2016]. Disponível em http://www.mgxbymaterialise.com/limited-
editions/mgxmodel/detail/detail/59
Figura 62 (p. 62) – WertelOberfell Platform – s.n. [Em linha] s.d. [Consult.
27/10/2016]. Disponível em http://wordpress.werteloberfell.com/wp-
content/uploads/2015/12/werteloberfell_mgxbymaterialise_mgx-fractal_making-
of_09.jpg
Figura 63 (p.63) – BOSSLASERS - 100 Watt Laser Cutting Paper Wedding
Invitation. [Em linha] 2015. [Consult, 12/09/2016]. Disponível em
https://i.ytimg.com/vi/HcKmpIj6n1s/maxresdefault.jpg
Figura 64 (p.63) – DANTRON - High Speed Spindle. [Em linha] s.d. [Consult.
23/11/2016]. Disponível em
http://www.datron.com/images/accessories/High_Speed_Spindle/High_Speed_Spindle_
Liquid_Chill.jpg
Figura 65 (p.64) – TRUBRIDGE, David – Kina 600. [Em linha] s.d. [Consult.
04/11/2016]. Disponível em http://www.interiorpark.com/pendant-kina-
600.html?___store=englisch
Figura 66 (p.64) – TRUBRIDGE, David – Design revisions to Kina to enable flat
packaging for self-assembly. In BRYDEN, Douglas – Cad and Rapid Prototyping
for Product Design. p.81.
Figura 67 (p.65) - TRUBRIDGE, David – David Trubridge Kina Light Assembly.
[Em linha] 2015. [Consult. 09/11/2016]. Disponível em
https://www.youtube.com/watch?v=-uV2QcLhjhw
Figura 68 (p.65) – Ibid.
112
Figura 69 (p.65) – ROHR, Daniel - The Colander Table. [Em linha] s.d. [Consult.
04/11/2016]. Disponível em http://cdn.og-cdn.com/lg/153780/the-colander-table.jpg
Figura 70 (p.66) – Ibid. Disponível em http://cdn.og-cdn.com/img/153779/the-
colander-table.jpg
Figura 71 (p. 66) – ROHR, Daniel – CNC machining the top. In BRYDEN, Douglas –
Cad and Rapid Prototyping for Product Design. p.85.
Figura 72 (p. 69) – PORTERFIELD, Aaron – Parametric Twisted Lamp. [Em linha]
2013. [Consult. 02/04/2016]. Disponível em
https://cdn.instructables.com/FIZ/TVA0/HP7HIQLV/FIZTVA0HP7HIQLV.MEDIUM.
jpg?width=614
Figura 73 (p.70) - PEDRO, Ana Luísa - Idealização da forma geral.
Figura 74 (p.70) - PEDRO, Ana Luísa - Definição do Módulo.
Figura 75 (p.70) - PEDRO, Ana Luísa - Divisão do módulo em polígonos.
Figura 76 (p.71) - PEDRO, Ana Luísa - Diversas geometrias que compõem as abas.
Figura 77 (p.71) - PEDRO, Ana Luísa - Parâmetros associados aos encaixes.
Figura 78 (p.72) - PEDRO, Ana Luísa - Algumas formas que os encaixes podem
assumir.
Figura 79 (p.73) – PORTERFIELD, Aaron – Parametric Twisted Lamp. [Em linha]
2013. [Consult. 02/04/2016]. Disponível em
https://cdn.instructables.com/F31/K4EG/HP7HIQQR/F31K4EGHP7HIQQR.MEDIUM.
jpg?width=614
Figura 80 (p.73) - PEDRO, Ana Luísa - Resultados possíveis com a modificação dos
parâmetros.
Figura 81 (p.74) - PORTERFIELD, Aaron - Bloom parametric pendant lamp. [Em
linha] 2014. [Consult. 26/09/2016]. Disponível em
https://cdn.instructables.com/F4D/CE93/HWG0CL94/F4DCE93HWG0CL94.MEDIU
M.jpg?width=614
113
Figura 82 (p.75) - PEDRO, Ana Luísa - Módulo padrão.
Figura 83 (p.75) – PEDRO, Ana Luísa – Forma geral.
Figura 84 (p.75) – PEDRO, Ana Luísa – Definição de pontos nas superfícies.
Figura 85 (p.75) – PEDRO, Ana Luísa – Aplicação do módulo aos pontos definidos.
Figura 86 (p.76) – PEDRO, Ana Luísa – Node da FabTools.
Figura 87 (p.77) – PEDRO, Ana Luísa – Encaixes desenvolvidos e flexibilização da
superfície.
Figura 88 (p.77) – DYVIK, Jens – Collection of Three. [Em linha] 2012. [Consult.
08/04/2016]. Disponível em http://www.dyvikdesign.com/site/wp-
content/uploads/Layer-Chair-by-DyvikDesign-Collection-of-three-680x382.jpg
Figura 89 (p.78) – PEDRO, Ana Luísa – Parâmetros disponíveis.
Figura 90 (p.79) – PEDRO, Ana Luísa – Linhas guias na posição original.
Figura 91 (p.79) – PEDRO, Ana Luísa – Formas resultantes.
Figura 92 (p.80) – PEDRO, Ana Luísa – Modificação das curvas pré-definidas.
Figura 93 (p.81) – GRAHAM, Nick – Layer Stool by Nick Graham. [Em linha] 2013.
[Consult. 18/04/2016]. Disponível em
http://www.dyvikdesign.com/site/research/fablab/layer-chair-iteration-by-nick-
graham.html
Figura 94 (p.82) – DYVIK, Jens – Layer Table. [Em linha] 2012. [Consult.
14/04/2016]. Disponível em http://www.dyvikdesign.com/site/wp-
content/uploads/Layer-Table-by-DyvikDesign-01.jpg
Figura 95 (p.83) – PEDRO, Ana Luísa – Vários parâmetros disponíveis.
Figura 96 (p.83) – PEDRO, Ana Luísa – Resultados possíveis.
Figura 97 (p.84) – DELEON, Alejandra Diaz – Parametric Jewellery. [Em linha]
2014. [Consult. 23/09/2016]. Disponível em
114
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/Portada0.jpg
Figura 98 (p.85) - DELEON, Alejandra Diaz – Grasshopper Definition. [Em linha]
2014. [Consult. 23/09/2016]. Disponível
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/1.jpg
Figura 99 (p.86) - DELEON, Alejandra Diaz – Parametric Configurations. [Em
linha] 2014. [Consult. 24/09/2016]. Disponível em
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/2.jpg
Figura 100 (p.87) - DELEON, Alejandra Diaz – Final Pieces. [Em linha] 2014.
[Consult. 23/09/2016]. Disponível em
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/B.jpg,
Figura 100 (p.87) – Ibid. Disponível em
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/D.jpg
Figura 100 (p.87) – Ibid. Disponível em
http://fabacademy.org/archives/2014/students/diazdeleon.alejandra/assets/img/3Dprintin
g/F.jpg