REPRESENTAÇÃO DE PATRIMÔNIO ARQUITETÔNICO COMO TRAJETÓRIA DE APRENDIZAGEM EM GRÁFICA DIGITAL Adriane Borda Almeida da Silva (1) Gustavo Alcântara Brod (2) Estela Reinhardt Piedras (3) Luciano de Vasconcellos (4) Janice de Freitas Pires (5) GEGRADI / DTGC / Instituto de Física e Matemática, UFPel. (1) adribord@hotmail.com, (2) gustavobrod@gmail.com, (3) estelapiedras@hotmail.com, (4) arqvasconcellos@yahoo.com.br, (5) janice_pires@hotmail.com
RESUMO Neste trabalho relata-se a metodologia que vem sendo aplicada em um contexto de pós-graduação, em representação gráfica digital, que adota objetos arquitetônicos, de interesse patrimonial, como modelos de referência para as atividades de representação. A partir da promoção de uma seqüência de exercícios que se utilizam de ferramentas digitais como suporte para a experimentação com a forma e com a aparência dos objetos, está sendo possível contribuir para a documentação, valorização e geração de conhecimento relativo ao patrimônio representado. Palavras-chave: Representação Gráfica Digital. Patrimônio Arquitetônico. Pelotas. Acervo Digital.
ABSTRACT The following work discusses the methodology being used in the context o graduate education on digital graphics and the use of architectural heritage as reference models for representation activities. Through a series of exercises that use the environment for digital imaging as a laboratory for experimentation with the shape and appearance it is possible to contribute to the documentation, appreciation and knowledge acquisition related to represented historic objects. Keywords: Digital Graphics. Architectural Heritage. Pelotas. Digital Achieves.
1 INTRODUÇÃO O Curso de Especialização em Gráfica Digital, da Universidade Federal de Pelotas, tem incentivado a adoção da arquitetura da cidade de Pelotas, especialmente aquela de valor histórico patrimonial reconhecido, como referência para a geração de modelos digitais tridimensionais (FÉLIX et al, 2005). No âmbito deste Curso, a geração de modelos digitais tridimensionais é uma atividade intrínseca ao desenvolvimento dos conteúdos pertinentes a cada uma das disciplinas:
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Modelagem Geométrica I e II, Modelagem Visual I e II, Fundamentos de Informática Gráfica e Aplicações de Informática Gráfica. Tendo em conta o investimento necessário para o desenvolvimento deste tipo de modelos, tanto tecnológico quanto de horas de trabalho, considera-se pertinente direcionar esta produção para que adquira significados mais amplos. A cidade de Pelotas possui um importante patrimônio histórico e arquitetônico, que naturalmente se apresenta como tema de interesse científico e didático. Considerando-se que o ato de modelar exige a compreensão da forma geométrica e da aparência dos objetos representados, tem-se o interesse em promover a construção de conhecimento a cerca do patrimônio arquitetônico referido. Neste artigo, descreve-se a trajetória de aprendizagem proposta, no âmbito das disciplinas de Modelagem Geométrica I e II e Modelagem Visual I e II, exemplificando-a com os tipos de atividades que foram delimitando a metodologia atualmente utilizada.
2 A SELEÇÃO DO MODELO DE REFERÊNCIA Os estudantes são incentivados a selecionarem modelos, significativos da arquitetura de interesse patrimonial de Pelotas, que contemplem um determinado grau de complexidade formal. Para o desenvolvimento das atividades no âmbito das disciplinas, importa a diversidade de conceitos e procedimentos de representação a serem envolvidos, para garantir a delimitação de problemas que promovam um aprendizado mais amplo. A seleção, em algumas edições do Curso, se configura por cada estudante adotar como modelo um elemento referente a qualquer edifício de seu próprio interesse. Em outras edições, os estudantes acordam em selecionar um único edifício, para que cada um eleja um elemento a ser modelado. Esta segunda hipótese ocorreu na primeira edição, em 1999, quando a Catedral São Francisco de Paula, da cidade de Pelotas, foi adotada como modelo (FÉLIX et al, 2005). A Figura 1 traz um conjunto de imagens fotográficas do Grande Hotel, edifício que foi selecionado pela turma de 2009, seguindo o mesmo propósito da primeira turma. O Grande Hotel, localizado em uma das esquinas em torno à praça central da cidade de Pelotas, Praça Coronel Pedro Osório, foi construído entre 1925 e 1928. O projeto foi resultado de um concurso, cujo vencedor foi o engenheiro civil Teófilo Borges de Barros. Este edifício, de quatro andares e mais um subsolo habitável, se impõe com suas duas fachadas frontais em estilo eclético. O andar térreo é mais elevado em relação ao passeio, havendo dois pavimentos-tipo e mansarda. A edificação possui 76 quartos no segundo e terceiro pisos, seis apartamentos tipo suíte no quarto piso, salão de chá, restaurante e um grande vestíbulo
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com pé-direito na altura total do edifício, coberto por uma clarabóia de vidros coloridos, importada da França. Neste vestíbulo encontra-se uma escadaria com piso em mármore e corrimão em ferro trabalhado, demonstrando estilo Art-Nouveau. Por muitos anos foi o principal hotel da cidade e da região, quando era considerado o salão de festas da cidade. Tombado, atualmente está em reforma e em posse do poder público municipal.
Figura 1 – Modelo de referência: Cúpula do Grande Hotel, Pelotas, RS
A cúpula, destacada na Figura 1, está coroando um corpo arredondado na esquina do Grande Hotel que marca o seu acesso principal, além de abrigar a caixa d'água do edifício. Importado da França, este elemento se constitui em bronze. Por todo o interesse de valor patrimonial e por agrupar formas geométricas de certa complexidade, esta cúpula foi selecionada por um dos estudantes como modelo para o desenvolvimento das atividades de representação. Tais atividades serão tomadas como exemplo, neste trabalho, para ilustrar a trajetória de aprendizagem estabelecida pelo estudante Gustavo Brod, co-autor deste relato, e por tanto autor de todas as imagens de representação da cúpula a seguir apresentadas.
3 A ATIVIDADE DE REPRESENTAÇÃO DA FORMA As atividades desenvolvidas no âmbito das disciplinas de Modelagem Geométrica I e II objetivam instrumentar os estudantes para a representação e exploração da forma em seus aspectos geométricos. 3.1 Análise do objeto a ser representado Como atividade prévia à modelagem, os estudantes devem analisar a geometria de cada uma das partes integrantes do elemento a ser representado, identificando possíveis leis de geração e regras compositivas que possam envolver o processo de representação. A fotografia é adotada como um dos instrumentos para promover estas análises preliminares (SILVA et al, 2009).
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Além da fotografia, o levantamento in loco e o acesso a informações como desenhos arquitetônicos compõem os dados necessários para o desenvolvimento das atividades de modelagem. A Figura 2 ilustra a maneira como esta etapa de análise foi sistematizada pelo estudante, particularizando cada elemento da cúpula para ser associado a hipóteses procedimentais de representação.
Figura 2 – Identificação dos elementos que compõem o modelo de referência
Como apoio a esta atividade de análise, desenvolve-se o tópico “Conceito e Classificação de Geometrias e de Entes Geométricos”, tendo-se como objetivo a revisão e ampliação do vocabulário e repertório geométrico dos estudantes. Os resultados desta etapa de análise já podem subsidiar estudos que busquem identificar e associar tipologias formais aos estilos arquitetônicos. Por exemplo, o conjunto das análises dos elementos de um mesmo edifício permite detalhar a caracterização de estilos ecléticos, observando a procedência de cada uma das formas, identificando a qual estilo ou tendência estariam relacionadas (SILVA et al, 2009).
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3.2 Exploração de técnicas de representação bi e tridimensionais Após a análise e classificação das tipologias formais envolvidas no elemento a ser representado, os estudantes passam a explorar as técnicas de modelagem disponíveis nas ferramentas gráficas. Esta exploração envolve o processo de reconhecimento e apropriação das próprias técnicas digitais de representação, a partir do lançamento de hipóteses de geração e transformação, de uma mesma forma, por diferentes processos. Parâmetros de análise como, por exemplo, precisão, número de operações e número de polígonos do modelo geométrico, são considerados para a delimitação de processos otimizados de modelagem. O tópico “Técnicas de Representação de Geometrias” é desenvolvido com o objetivo de identificar as correspondências entre as técnicas de representação algébrica e gráfica, compreendendo a maneira de controle da forma a partir das técnicas computacionais. Esta abordagem
busca atribuir
transparência à automatização dos
procedimentos
de
transformações geométricas. Incluem-se a diferenciação entre os modelos de pontos, curvas, superfícies e sólidos, para que o processo de apropriação dos recursos digitais de representação parta de ações conscientes, de seleção de técnicas compatíveis com o tipo de modelo utilizado. Autores como Pottmann et al (2007), Celani (2003) e manuais das ferramentas gráfico-computacionais, apóiam a ampliação conceitual e procedimental para o reconhecimento das potencialidades da informática na atividade de representação da forma. O desenvolvimento do tópico “Técnicas de Geração e Controle de Formas Poliédricas, Quádricas, e Livres ou Paramétricas” tem como objetivo, além do reconhecimento de parâmetros e técnicas de geração de cada uma destas tipologias de entes geométricos, trabalhar com o conceito de geometria dinâmica, onde o controle da forma pode ser realizado interativamente.
Figura 3 – Exemplificação das etapas de modelagem de elementos da cúpula
A Figura 3 exemplifica como o estudante registrou a atividade, que a cada passo deve estar justificada e ilustrada. A possibilidade de visualizar e manipular cada parte do elemento modelado pode também subsidiar estudos mais detalhados que buscam identificar
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associações entre elementos de diferentes edifícios, contribuindo à construção de conhecimento sobre um conjunto de obras de arquitetura. 3.3 Experimentação de processos compositivos: simetria, proporção e recursão Conceitos de parametrização, proporção, simetria e recursão são abordados no tópico “Metodologias de Análise da Forma e Composição Geométrica”, objetivando explorar, tal como referido anteriormente, processos otimizados de modelagem. A Figura 4 ilustra os tipos de simetrias que são estudadas com o propósito de fundamentar a metodologia de análise proposta.
Figura 4 – Sistematização da abordagem sobre simetria, a partir de Celani (2003)
Nesta etapa, o estudante além de identificar o tipo de simetria cíclica como processo de composição da cúpula, ilustrado à direita da Figura 5, se utiliza do mesmo módulo para explorar composições que caracterizem os demais tipos de simetrias listados na figura 4, como por exemplo, a simetria unidimensional ou de friso (ao centro da Figura 5).
Figura 5 – Exemplificação dos exercícios relativos ao tema “simetrias”
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A Figura 6 demonstra como o estudante avançou na exploração do conceito de simetria cíclica no espaço tridimensional, porém com o propósito de experimentar processos de transformação geométrica e de variação de cor dos elementos para a produção de composições bidimensionais, a partir de imagens obtidas através das vistas ortográficas do modelo, em vista superior.
Figura 6 – Exploração do tema “simetrias axiais” em processos de criação
Estes
exercícios
compositivos
podem
caracterizar-se como métodos
de projeto,
potencializando o momento criativo, como por exemplo, para a geração de elementos decorativos a serem inseridos no próprio edifício, tais como azulejos, pisos, afrescos ou murais. Por emergirem de transformações dos próprios elementos valorizam e atribuem novos significados ao patrimônio representado. Nesta mesma perspectiva, de configurar processos exploratórios da forma, aborda-se o conceito de recursão. Na Figura 7 estão listados os tipos de recursão que estão sendo propostos a serem experimentados pelos estudantes. Na trajetória de aprendizagem aqui exemplificada, o estudante primeiramente buscou identificar os conceitos de recursão na forma geométrica modelada. Não sendo possível associá-la a nenhum dos tipos de recursão, passou a gerar outras composições, tal como exemplificado à esquerda da Figura 8, a partir do conceito de recursão nuclear, ou ainda, à direita desta mesma figura, a partir do conceito de recursão com simetria cíclica, utilizando como elemento básico de geração o próprio modelo tridimensional da cúpula.
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Figura 7 – Sistematização da abordagem sobre recursão, a partir de Celani, 2003
Figura 8 – Exploração do tema “recursão” em processos de criação das imagens da Figura 3
Ainda, na Figura 9 encontram-se sistematizados conceitos sobre proporção, que também subsidiam outros processos exploratórios, buscando estabelecer uma metodologia de análise da forma, complementando os estudos de simetria e recursão.
Figura 9 – Sistematização da abordagem sobre proporções
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O estudante inicialmente buscou investigar sobre a possibilidade de o elemento representado estar associado a um tipo específico de proporção, aplicando relações dimensionais pré-determinadas ao modelo digital, processo ilustrado na Figura 10, à direita. Logo após, explorou processos de transformação da cúpula experimentando sua inserção em ambientes urbanos, também exercitando regras de proporção, processo ilustrado na Figura 10 à esquerda.
Figura 10 – Exploração do tema “proporção” em processos criativos
A trajetória de aprendizagem proposta enfatiza, principalmente, a necessidade em associar as técnicas de modelagem ao propósito da representação. Os estudantes experimentam a produção de modelos próprios para a geração de imagens estáticas, para animações e para a visualização em tempo real, através da internet. Para a geração de imagens estáticas buscam um detalhamento geométrico e de aparência precisos, com o propósito, por exemplo, de produção de documentação. Neste caso não existindo a preocupação com o número de polígonos que compõe o modelo, mas sim com a fiel correspondência de sua geometria com a do objeto de referência. Já para o caso de modelos a serem visualizados em animações ou mais ainda em ambientes virtuais interativos, os estudantes configuram modelos com o menor número possível de polígonos. Desta maneira, atendo-se ao controle da densidade das malhas poligonais envolvidas em cada processo.
4 A ATIVIDADE DE REPRESENTAÇÃO DA APARÊNCIA As atividades desenvolvidas no âmbito das disciplinas de Modelagem Visual I e II objetivam instrumentalizar os estudantes para o reconhecimento e exploração dos recursos digitais virtuais para a análise e previsão da aparência dos objetos. As atividades envolvem a exploração de distintos modelos de simulação de fenômenos físicos de interação entre luz e matéria, em diferentes níveis de similaridade com a realidade.
4.1 O controle dos sistemas de visualização Como tópico introdutório à atividade de representação da aparência dos objetos estuda-se os diferentes sistemas de visualização, com interesse em promover a apropriação das
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técnicas de controle da posição relativa entre os elementos de um sistema projetivo: observador, superfície de projeção, projetantes e objeto. Tal como ilustrado na Figura 11, o estudante, para facilitar o exercício de controle para a visualização do modelo da cúpula, envolveu este objeto com uma forma poliédrica, produzindo imagens características do sistema de projeção cônico, com um, dois e três pontos de fuga. A apropriação de tais técnicas facilita a produção sistematizada de imagens dos modelos digitais, permitindo compreender, por exemplo, a percepção de um observador em pontos de vista determinados. No caso da cúpula, poderia simular a percepção de um observador localizado em determinados pontos do entorno do Grande Hotel que garantisse um campo visual incluindo sua imagem, apoiando estudos de paisagismo da praça que valorizassem tal elemento arquitetônico.
Figura 11– Exercícios de controle do sistema de visualização
Avançando na produção de imagens que envolvem a compreensão de sistemas de projeção, o estudante explorou o conceito de anamorfose (BROD et al, 2010), estruturando inicialmente uma proposta lúdica. Como ilustrado na Figura 12 produziu imagens deformadas que sob um determinado ponto de vista promovem a percepção da tridimensionalidade do elemento. No caso em questão, buscando trazer a representação da cúpula para um ponto de vista mais próximo de um observador, por exemplo, que estivesse transitando pela calçada do próprio edifício. A representação anamórfica, impressa sobre a calçada, permitiria a percepção dos detalhes da forma deste elemento arquitetônico, promovendo a sua valorização. Os efeitos anamórficos são percebidos claramente através da fotografia, gerando curiosidades sobre o próprio conceito geométrico que está envolvido, trazendo de maneira implícita uma proposta educativa.
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Figura 12 – Anamorfose, como proposta lúdica e de valorização do elemento representado
Explorando um pouco mais o conceito de anamorfose e ainda com propósito lúdico, o estudante experimenta um processo que, ao invés de projetar a imagem em perspectiva da cúpula sobre um plano, projeta uma imagem de uma vista ortogonal da cúpula sobre vários planos, de acordo com o que está ilustrado pela Figura 13.
Trabalha também com a
interação entre meios tradicionais (maquete física) e meios digitais de representação, a partir dos quais foi realizado todo o processo projetivo e obtida a planificação para a impressão e construção da referida maquete. A apropriação de tais técnicas pode promover também processos criativos de projeto de interiores e exteriores, mais uma vez podendo valorizar os elementos representados.
Figura 13 – Anamorfose em processos criativos
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4.2 Representação da aparência dos materiais Nesta etapa da trajetória proposta, busca-se promover a experimentação de modelos de cor e de textura para representar a aparência do objeto arquitetônico modelado. A Figura 14 ilustra o exercício de identificação de cor, a partir da análise da imagem fotográfica, de cada ponto da cúpula, que apóia o processo de representação da aparência a partir de processos heurísticos de geração de textura.
Figura 14 – Exercícios de representação da superfície dos materiais
4.3 Representação de fontes de luz e de modelos de iluminação Seguindo-se a trajetória de aprendizagem, promove-se a experimentação dos tipos de fontes de luz e modelos de transporte de luz, com o objetivo de explorar seus parâmetros para simulações que valorizem tanto a geometria do objeto arquitetônico, como a sua aparência (textura, rugosidade, cor, etc). Na Figura 15 exemplificam-se alguns destes modelos aplicados sobre a cúpula.
Figura 15 – Exercícios de simulação de fontes de luz e modelos de iluminação
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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir da exemplificação do tipo de atividades desenvolvidas junto ao Curso de Especialização em Gráfica Digital demonstrou-se como uma atividade de representação pode contribuir ao processo de documentação, valorização e construção de conhecimento em torno aos objetos arquitetônicos de valor patrimonial. Embora os resultados sejam residuais, em alguns momentos representando elementos isolados de diferentes edifícios, ou um conjunto de elementos de um mesmo edifício, configura-se um processo contínuo de representação de um conjunto arquitetônico de interesse histórico. No caso, tomando como referência a arquitetura da cidade de Pelotas. Considera-se que tal metodologia pode motivar outros contextos de ensino/aprendizagem a também buscar atribuir significados semelhantes à atividade de representação gráfica. Destacou-se também a potencialidade da atividade de representação gráfica digital de promover processos criativos para a geração e transformação da forma, em seus aspectos geométricos e de aparência. Desta maneira, o patrimônio arquitetônico além de ser preservado e difundido a partir de técnicas digitais de representação, quando abordado por metodologias de representação como as apresentadas neste trabalho, pode desencadear a criação de novos padrões formais. Esta dinâmica de produção, adotada desde 2005, configura o Projeto Modela Pelotas, que investe na representação do patrimônio arquitetônico da cidade de Pelotas (FELIX et al, 2005) e tem o propósito de estabelecer parcerias com diferentes áreas do conhecimento, em que a Gráfica Digital esteja presente de forma aplicada, promovendo a representação do patrimônio arquitetônico em suas inúmeras dimensões, de acordo com o aspecto a ser investigado.
REFERÊNCIAS CELANI, Gabriela. Cad Criativo. Rio de Janeiro: Campus, 2003. 158 p. BROD, Gustavo, BORDA, Adriane. Espaço Digital para Experimentos de Anamorfose: um Estímulo ao Processo Criativo em Arquitetura, Artes e Design. In: CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA UFPEL, 19., 2010, Pelotas. Anais... Pelotas, 2010. p. 1-4. FÉLIX, N.; BORDA, A.; HEIDRICH, F.; ABAD, G., LUCAS, A. Modela Pelotas. In: GRAPHICA 2005 - SIMPÓSIO NACIONAL DE GEOMETRIA DESCRITIVA E DESENHO TÉCNICO, 17., Recife. Anais... Recife, 2005. POTTMANN, Helmut et al. Architectural Geometry. 1ª ed. Exton, Pensnsylvania: Bentley Institute Press, 2007. 750 p.
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SILVA, Olga; PIRES, Janice; BORDA, Adriane. Entre a Fotografia e o Modelo Virtual Tridimensional: Decomposição do Mobiliário para o Reconhecimento de Estilos ou Tendências. In: SIGRADI - CONGRESSO DA SOCIEDADE IBERO-AMERICANA DE GRÁFICA DIGITAL. 13., São Paulo. Proceedings... São Paulo, 2009. p. 387-389.