Contexto

A SI Construções está implementando um condomínio de casas. Já nas etapas finais o cliente solicitou um adicional no contrato do projeto, acrescentando um elemento mais visual que permita uma compreensão mais aprofundada de alguns detalhes do empreendimento. Para atender essa solicitação, a engenheira Roberta convocou a técnica Laura para realizar essa importante demanda.

Conhecimento em Pauta

PASSEIOS IMERSIVOS

Você já se pegou assistindo aquelas propagandas de algum novo empreendimento que está sendo lançado, onde mostram pessoas com óculos de realidade virtual realizando visitas ao seu futuro apartamento, mesmo antes dele estar construído? Pois bem, essa experiência, a qual damos o nome de passeios imersivos, só é possível através da renderização dos projetos utilizando os conceitos de realidade estendida.

Sabemos que a realidade estendida combina elementos do mundo virtual com o mundo real para criar uma experiência imersiva e interativa. Ela abrange tanto a realidade virtual quanto a realidade aumentada e assim permite a interação com um ambiente completamente virtual e/ou a sobreposição de elementos virtuais no ambiente real, respectivamente.

Através da integração do modelo tridimensional com dispositivos como óculos de realidade virtual ou smartphones, é possível transformar os projetos desenvolvidos em softwares como o SketchUp, o Revit, e outros, em passeios virtuais interativos. Assim, os usuários podem explorar os ambientes de forma imersiva, visualizando os espaços em escala real, e explorar os elementos do projeto, facilitando a comunicação entre profissional e cliente.

CONCEITOS, USOS E APLICAÇÕES DA REALIDADE ESTENDIDA - XR

A utilização de tecnologias imersivas está presente tanto nas etapas de projeto e construção quanto na comercialização de uma edificação. Os conceitos da realidade estendida têm sido amplamente aplicados na construção civil, principalmente na criação de passeios imersivos. A realidade estendida engloba:

Cada uma delas possui características próprias para o uso conforme as necessidades de representação no projeto. Veja a seguir, os conceitos e aplicabilidades dessas três tecnologias imersivas que compõem a realidade estendida.

Realidade Aumentada - RA

A realidade aumentada sobrepõe elementos virtuais à imagem do mundo real, através de celulares, tablets e outros dispositivos, misturando elementos do mundo real com elementos virtuais, proporcionando assim uma experiência interativa. Pode ser usada na visualização de projetos arquitetônicos no local de implantação antes da sua construção, contribuindo para a realização de adequações. Durante a construção, podemos usar a RA para verificar as especificações técnicas do projeto, como dimensões, posição de tubos e cabos, dentre outros detalhes, o que ajuda a evitar erros e retrabalho.

Veja a seguir um GIF que demonstra a aplicação da RA para visualizar a disposição dos móveis em uma sala de estar através de um tablet.

Realidade Virtual - VR

A realidade virtual cria um ambiente completamente digital e extremamente imersivo, assim, com o suporte a interações sensoriais, o usuário é transportado para dentro de um ambiente virtual simulado, a parte do mundo real.

Na construção civil, a RV pode ser usada na concepção e elaboração do projeto, apresentação aos clientes, no acompanhamento da obra e em treinamentos imersivos para a equipe de execução, visando a capacitação da equipe de modo mais eficiente e a prevenção de acidentes.

Perceba no GIF a seguir, como uma pessoa é transportada para uma outra realidade, em um ambiente completamente digital, ao colocar óculos de realidade virtual.

Realidade Mista – MR

A realidade mista combina elementos da realidade aumentada e virtual criando um ambiente híbrido com elementos reais e virtuais. Isso permite a inserção integrada de objetos virtuais no mundo real, possibilitando uma interação natural e fluida. Por exemplo, quando utilizamos dispositivos que permitem visualizar modelos 3D do projeto em sua escala original e colocá-los no mundo real, estamos aplicando a realidade mista para ver o projeto em sua escala e contexto, e assim, avaliar aspectos como o tamanho e a posição dos elementos construtivos. A RM ainda pode ser usada para planejar e simular atividades, bem como treinar profissionais, proporcionando benefícios em termos de eficiência, segurança e qualidade.

Observe no GIF como os engenheiros de uma obra conseguem ter a visualização de como ficará um prédio após a conclusão de todas as etapas, a partir da aplicação da realidade mista, ainda nas etapas iniciais da obra para corrigir erros.

A aplicação da realidade estendida na construção civil está revolucionando a maneira como projetamos, construímos e comercializamos edificações. Por meio de uma interação mais precisa, eficiente e segura com os projetos, temos acesso a uma visualização mais detalhada que contribui para a tomada de decisões mais eficiente, o que previne erros.

Percebeu como a realidade estendida torna a indústria da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção) mais inovadora, sustentável e adaptada às demandas de um mundo em constante evolução; garantindo a melhoria da qualidade das construções?

Agora que você compreendeu os conceitos da XR e as vantagens de utilizar simulações e passeios virtuais em projetos na construção civil, você pode estar se perguntando, como integrar os modelos 3D de projetos aos dispositivos de realidade virtual, aumentada e mista, como smartphones, óculos de realidade virtual. Para isso, é necessário compreender primeiro alguns dos conceitos que envolvem a criação de imagens e animações, veja a seguir.

PONTO DE VISTA DO OBSERVADOR

Os passeios imersivos são criados a partir da configuração de animações produzidas por uma sequência de imagens, chamadas tecnicamente de frames ou quadros, que geram a transição do vídeo. Desse modo, devem ser realizados ajustes e configurações nos softwares de projetos com o objetivo de gerar as cenas do modelo.

Então, para criar passeios imersivos envolventes, é essencial escolher estrategicamente os pontos de vista do observador, considerando as perspectivas mais impactantes e informativas. Veja um exemplo a seguir.

Conforme é possível observar na imagem o ponto de vista do observador (P.V.) é o local onde posicionamos o ponto de partida para a visualização do espaço do nosso projeto. Ou seja, nos passeios imersivos, ele se refere à perspectiva visual a partir da qual o usuário vê e interage com o ambiente virtual.

Em um passeio imersivo podemos variar algumas características do ponto de vista do observador, como a altura e a posição.

Altura

O ajuste na altura do ponto de vista do observador permite visualizar um projeto de construção a partir de diferentes níveis conforme as necessidades e objetivos do projeto. Por exemplo, podemos ter um P.V. na mesma altura do nível do chão ou numa altura muito acima do nível do chão, criando uma perspectiva aérea. Essa altura, no desenho técnico de uma perspectiva é identificada pela linha do horizonte (L.H.).

Por convenção, é mais comum utilizar alturas próximas as alturas padrão de um ser humano, isso faz com que as cenas criadas para o passeio imersivo sejam mais confortáveis e familiares ao olhar humano; assim, costuma-se ter alturas entre 1,55 e 1,75 m.

Veja no GIF a seguir, como é configurada a altura do observador para criar cenas no software SketchUp.

Posição

A posição do observador está relacionada à localização espacial no ambiente virtual, ou seja, é a posição a partir da qual o observador visualiza o ambiente; e assim, pode ser modificada ao longo do passeio virtual para explorar diferentes ângulos do projeto. Por exemplo, o passeio imersivo pode iniciar pela vista da sala, e seguir para outros ambientes como cozinha, quartos etc.

No GIF a seguir, veja como é simples realizar a configuração da posição do observador no SketchUp.

Ao considerar a altura e a posição do observador nos passeios imersivos, conseguimos proporcionar uma experiência mais realista e personalizada, uma vez que os usuários podem visualizar o projeto a partir de diferentes ângulos e perspectivas, facilitando a interação, compreensão e assimilação das decisões e propostas de projeto.

PASSEIOS IMERSIVOS

Por definição um passeio imersivo é uma experiência virtual interativa que permite que os espectadores naveguem por um ambiente digital em tempo real, geralmente apresentado em 3D ou 360 graus, o que proporciona aos usuários a sensação de estar fisicamente presente em um espaço simulado.

Para criar um passeio imersivo além de precisarmos de um modelo 3D bem detalhado, é essencial ter atenção a alguns aspectos das câmeras como criação, configuração e definição do caminho. Vamos entender melhor a influência desses aspectos adiante.

Criação, configuração e definição do caminho de câmeras

A criação e configuração de câmeras estão relacionadas à representação de um modelo tridimensional do projeto, permitindo que coloquemos câmeras virtuais dentro do modelo para criar imagens internas ou externas. Isso ajuda a entender como ocorre a interação no espaço virtual. Dentro do software, podemos explorar opções para posicionar as câmeras estrategicamente, incluindo ajustes de deslocamento e altura do observador para realçar a perspectiva desejada.

Dessa fora, após o desenvolvimento do modelo 3D e da configuração dos materiais, texturas e luzes, precisamos posicionar e ajustar o ponto de vista do observador por meio dos ajustes de configuração das câmeras.

Assista ao vídeo a seguir para aprender na prática como criar um passeio imersivo a partir de um modelo do SketchUp.

Na sequência, veja o vídeo para aprender como explorar os recursos que permitem a criação de passeios imersivos no Revit, um dos programas com tecnologia BIM mais usados na indústria da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construção).

Como você viu neste vídeo, através de poucos passos é possível criar um passeio imersivo bastante atrativo a partir de um modelo desenvolvido no Revit.

Após a criação do passeio imersivo no Revit , aproveitaremos o modelo para a criação do passeio imersivo no Twinmotion, assista ao vídeo.

Percebeu como a criação dos passeios imersivos no Twinmotion, transporta o projeto para um cenário mais realista, gerando uma experiência envolvente e interativa para os usuários. E aliados a esses recursos temos ainda outros modos de representação dos projetos. Vamos entender melhor?

Perspectivas Cônicas, Paralelas e Esquemas Tridimensionais (cortes 3D, perspectiva explodida)

No contexto da arquitetura, design e engenharia, a compreensão visual dos espaços é fundamental. Nesse sentido, as perspectivas cônicas, paralelas e técnicas tridimensionais, como cortes 3D e perspectiva explodida, são importantes ferramentas que nos auxiliam a representar e comunicar a complexidade de projetos e objetos tridimensionais. Vamos explorar essas técnicas visuais a seguir.

Perspectiva cônica

É o tipo de perspectiva que mais se assemelha a forma como o olho humano enxerga os objetos. Assim, todas as linhas (retas projetantes) convergem para ele; podemos ter 1 (um), 2 (dois) ou 3 (três) pontos de fuga.

O GIF mostra duas perspectivas cônicas, uma externa e outra interna. Na primeira imagem, as linhas das laterais convergem para dois pontos de fuga, um à direita e outro à esquerda. Na segunda, as linhas convergem para um único ponto da fuga, no centro da imagem.

Perspectiva paralela

As perspectivas paralelas não possuem pontos de fuga e mantêm as linhas paralelas em todas as direções assim, as proporções dos objetos são preservadas, independentemente da distância. São extremamente úteis na representação de detalhes técnicos e possuem precisão geométrica, sendo a mais utilizada a isométrica.

O GIF mostra duas perspectivas isométricas, uma externa e outra interna. Nelas as linhas se mantêm paralelas e não convergem para nenhum ponto de fuga. Observe como as linhas de uma face da perspectiva permanecem paralelas, sem nenhuma interseção.

Esquemas Tridimensionais

São técnicas de representação que permitem observar o interior dos modelos tridimensionais, mostrando a estrutura e ambientes internos da construção; o que possibilita visualizar a relação espacial entre os elementos do projeto, o que facilita sua compreensão. No corte 3D, uma seção transversal é removida para mostrar o interior do objeto.

Já na perspectiva explodida, as partes do objeto são separadas e deslocadas para revelar como elas se encaixam ou funcionam juntas.

Esses esquemas são muito úteis para detalhar elementos complexos e como as instalações estão integradas. Assista ao vídeo a seguir para compreender como essas imagens podem ser criadas no SketchUp.

Também é possível criar essas imagens esquemáticas do projeto em softwares com tecnologia BIM, assista ao vídeo e veja um exemplo feito no programa Revit da Autodesk.

Sempre que necessário podemos utilizar um programa de edição de imagens para personalizar ainda mais a representação, que segue um estilo oposto ao fotorrealismo que desejamos obter nas renderizações. Ou seja, cortes e perspectivas explodidas possuem um aspecto mais abstrato e ilustrativo.

Chegamos ao final da nossa aula, aqui você aprendeu como podemos produzir passeios imersivos dos projetos a partir de modelos 3D em associação com programas de renderização a partir dos exemplos com o SketchUp e o Revit. Além disso, explorou outros modos de apresentação através de técnicas como os cortes 3D e as perspectivas explodidas que permitem criar imagens esquemáticas muito usadas para detalhar os projetos.

Solução do Problematizando...

Retornando ao nosso problematizando... “Como criar passeios imersivos de projetos de engenharia e arquitetura com base em conceitos de realidade estendida?”

Para criar passeios imersivos de projetos de arquitetura e engenharia com base nos conceitos de realidade estendida é preciso ter o modelo 3D detalhado de um projeto desenvolvido em programas como o SketchUp, Revit etc. Além disso, com o propósito de aplicar um acabamento mais realista, usamos um software de renderização para aplicar e configurar os materiais, texturas e iluminação.

Ajustamos a posição e altura da câmera virtual, determinando o caminho que deverá percorrer, para criar os pontos de vista desejados do observador, permitindo a captura das cenas mais impactantes.

Para integrar esse passeio virtual com a realidade estendida, é necessário usar dispositivos como óculos de realidade virtual que permitem que o usuário visualize e interaja com o espaço virtual oferecendo uma experiência envolvente que facilita a compreensão do projeto, auxilia na tomada de decisões e proporciona uma comunicação mais eficaz na área de engenharia e arquitetura.

Praticando