Historia Resumida da Computação Gráfica (C.G.) e Maquete Eletrônica em PC

Sem entrar em preciosismo histórico, abordo aqui de forma breve o desenvolvimento e popularização da C.G. ou Computação Gráfica para visualização de projetos de engenharia e arquitetura com maquete digital, vulgo maquete eletrônica, relacionada à computadores pessoais PC (personal computer), principalmente dentro do processo que conheço e com o qual já fiz muitos modelos 3D.

Comento também sobre os micro computadores, e seus respectivos programas na área, como Autocad, 3d Studio e 3ds Max como fatores decisivos para a popularização da CG.

Ao final alguns links interessantes e úteis, para quem se interessar por uma busca mais elaborada. Falo aqui também de minha experiência neste setor, antigos trabalhos e animações 3D.

Primórdios e Antecedentes da Computação Gráfica

A invenção do tubo de raios catódicos (1897) permitiu a criação de monitores para vizualização de imagens gráficas e posterior uso para televisão.

Em 1925 um escocês demonstra pela primeira vez um sistema televisivo e assina contrato com a BBC de Londres para transmissões experimentais.

Em 1941 inicia-se a transmissão regular de TV nos EUA.

Em 1945 a marinha dos Estados Unidos encomenda um computador para controle e simulação, o "Whirlwind" ou "Tufão". Foi o primeiro computador capaz de mostrar textos e gráficos em tempo real numa tela, usando tubo de raios catódicos ou tela semelhante à usada em tv.

Engenheiros franceses desenvolvem pesquisas pioneiras com Nurbs para a industria automobilistica.

Programas Pioneiros nos Computadores Pessoais PC

Juntamente com o surgimento dos computadores pessoais surgiram os primeiros programas que rodavam neste computadores acessíveis, que permitiram divulgar a computação gráfica fora do setor das grandes empresas e corporações.

AutoCad

Antes do Autocad, a maioria dos programas para CAD somente rodavam em mini-computadores e maniframes (grandes computadores), muito caros para se ter um em casa. Observação: Mini-computadores nos anos 80 significava um computador de alta capacidade de processamento, mas não tão grande como os chamados main-frames da IBM.

O AutoCAD foi um dos primeiros softwares ou programas de desenho técnico CAD a rodar num Computador Pessoal ou PC. Foi desenvolvido e projetado para rodar num IBM PC. Tendo sido criado e comercializado pela Autodesk Inc, foi lançado no final de 1982 e tem um dos papeis mais importante na popularização do CAD ou Desenho feito através de computador.

A maioria das modelagens 3D mostradas neste site foram feitas com uso do Autocad. Se trata de um programa para uso multi-disciplinar de Engenharia e Arquitetura e um dos softwares mais utilizados no mundo nestas áreas.

Veja mais sobre as versões do Autocad e suas caracteristicas

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3d Studio

Juntamente como o Autocad, o 3D Studio foi um programa que teve um dos mais importantes papeis na popularização da Computação Gráfica. Tinha capacidade de produzir renderizações para uso profissional e não requeria main-frames ou mini-computadores, que eram muito caros para se ter um em casa. (Observação: Muitas maquetes eletrônicas mostradas neste site foram renderizadas com o 3D Studio r.4 para DOS)

3d Studio e 3ds Max - Origens, Historia & Releases

O 3d Studio em sua versão original foi criado para o antigo sistema operacional DOS (que era usado antes do Windows). Este programa foi criado pelo Yost Group e era comercializado pela Autodesk, a mesma empresa proprietária e desenvolvedora do Autocad.

O 3d Studio Max foi lançado comercialmente pela Kinetix, que era um setor ou divisão da Autodesk dedicado a programas de mídia e entretenimento.

A Autodesk comprou o 3D Studio Max quando lançaram a proxima edição do mesmo e passou a desenvolver o programa internamente por duas edições que se suscederam. Posteriormente o nome do produto foi mudado para 3ds max e lhe foi conferida a marca e logotipo da Discreet, uma companhia de software baseada em Montreal, que a Autodesk havia adquirido.

Durante o lançamento da oitava edição do programa ou "release 8", o produto voltou novamente a usar o logotipo da Autodesk novamente, e voltou a ser chamado 3ds Max. Na edição de lançamento ou "release" 2009 o nome mudou novamento para Autodesk 3ds Max.

Veja mais sobre as versões do 3d Studio e 3ds Max suas principais caracteristicas.

Programas mais utilizados atualmente

Veja também a descrição dos programas ou softwares para maquete eletrônica, animação 3d e computação gráfica mais utilizados e disponíveis no mercado, para serem adquirido de revendedores autorizados.

O Surgimento dos Micro Computadores

Na primeira metade dos anos 80, os primeiros computadores pessoais começaram a baixar de preço e se popularizar, destacando-se o Apple II e com ele apareceram os primeiros softwares acessíveis em termos de preço e divulgação para Desenho.

Mas nesta época, em termos práticos somente para desenhos planos, talvez mais a título de experimentação e lazer, até mesmo porque não pareciam ser uma alternativa muito prática para a época e nem econômicamente viáveis.

Periféricos para impressão de qualidade eram caros, sendo que as impressoras de preços acessíveis e mais populares eram as matriciais ou impressoras de pontos, de baixa resolução, que utilizavam uma fita com tinta semelhante a das antigas maquinas de escrever.

Nesta época o Apple II era muito usado com eficiência para softwares de processamento de textos como o Word Star e emergentes softwares de planilhas, assim como para programação.

Em termos práticos, até metade dos 80, para a execução de Desenhos técnicos em nível profissional era necessário plataformas mais caras ou os chamados mini-computadores, que somente estavam ao alcance de empresas de porte médio para cima.

Softwares complexos e capazes para desenho técnico e renderização somente eram acessíveis a grandes corporações e eram caríssimos, utilizando-se de computadores de porte médio ou grande porte "main-frames" tipo IBM além de se utilizarem de softwares caros para a época como o CATIA.

Muito provavelmente, somente a Industría Automobilistica, Aeronautica e setores Militares se utilizassem de softwares com capacidade de construção e renderização tridimensional ou 3D na década de 80.

O software CATIA continua como um dos melhores produtos nos dias de hoje, principalmente para aplicações na industria automobilística e aeronáutica.

Micro Computadores PC X Workstations

Estações de trabalho era como se chamava os computadores que em termos de capacidade de processamento estavam entre um computador pessoal PC e um computador de grande porte ou mainframe.

Se as workstations fossem projetadas para aplicações gráficos acima da média para a época, eram chamadas Estações gráficas (Graphical workstation).

A Sun Microsystems e Apollo Computer foram as pioneiras na década de 1980, criando estações que rodavam com sistema operacional Unix e se baseavam num processador Motorola diferente dos usados nos PCs.

Destacou-se também nesta área a Silicon Graphics. Nos dias de hoje, devido ao poder de processamento da linha PC ter se equiparado e superado as antigas "estações", o termo é às vezes utilizado usado como sinônimo de computador pessoal.

E hoje em dia (2009), a linha PC tomou conta do mercado de estações gráficas assim como os sistemas Windows usados nos PCs ganhou total supremacia sobre o sistema Unix que era usado nas antigas workstations.

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Maquete Eletrônica Acessível

No final dos anos 80 e início dos anos 90, a computação gráfica para Engenharia e Arquitetura começou a ganhar terreno e se tornar economicamente viável, e se difundir mais até entre pequenas empresas, profissionais liberais e estudantes, com a popularização da linha de computadores pessoais PC baseados em processadores do tipo 286, 386 e 486, computadores estes com preços acessíveis e mais populares para a época.

Juntamente com esta linha de PCs os softwares evoluiram em termos de recursos e se tornaram economicamente mais acessíveis, apresentando resultados práticos, e alguns começaram a se tornar populares para computação gráfica aplicados à Engenharia e Arquitetura.

O Autocad se destacava, pois rodava em PCs, não requerindo plataformas de alto custo como as então chamadas Micro-Stations que custavam a partir de 30 mil dolares no início dos anos 90.

As antigas versões do software Autocad rodavam em micros pessoais, com processadores Intel 286, 386 e 486 produzindo otimos trabalhos técnicos para impressão de arquitetura e engenharia.

Me iniciei no Autocad e consequentemente no mundo da computação gráfica de fato quando consegui uma antiga versão, a 1.4 ou 2.0 se bem me lembro, ainda utilizando um monitor VGA de tela verde. O Autocad era um programa mais técnico, para desenhos técnicos de engenharia e arquitetura (plantas, cortes, elevações), para plotagem em papel vegetal ou folha branca. A partir das versões AutoCad R.10, R.11, R.12 passou a possuir recursos que permita inclusive a construção elaborada e criteriosa de modelagem 3D, mas não tinha uma capacidade de "renderização" de qualidade, ou seja, não possuia a capacidade de apresentar desenhos com qualidades fotorealisticas aceitáveis. Conseguia sim apresentar malhas tridimensionais e perspectivas de linhas (wire-frames) muitos boas, ou também desenhos solidos em nivel esquemático.

Para a obtenção de resultados aceitáveis, então se utilizava conjuntamente com o Autocad, o software 3D Studio que possuia ótima capacidade de renderização ou apresentação fotorealistica de projetos. Cheguei a utilizar o 3D Studio 2 para estudos, mas utilizei principalmente o 3D Studio 4. Na verdade a construção das malhas tridimensionais ou modelagem tridimensional (3D) de Arquitetura e Engenharia era feita em Autocad e exportada via arquivo DXF para o 3D Studio, quando então esta malha era trabalhada. Eram atribuidas cores, materiais de bitmaps, iluminação, ambientação com plantas, equipamentos, mobiliais, etc, dando uma apresentação que poderia ser confundida com fotografia se fosse bem trabalhado.

Com a combinação Autocad + 3D Studio era possivel criar malhas tridimensionais complexas e obter execelentes resultados para vistas e perspectivas impressas. Porem existia um empecilho técnico para animações de arquitetura e engenharia. Devido à pouca capacidade de processamento dos computadores pessoais, a parte de animação ficava tolhida. Era possivel sim fazer animações, mas era necessário economizar tecnicamente falando nas apresentações, para driblar a pouca memória e lentidão dos antigos processadores contidos nos computadores pessoais. (Um recurso técnico era ter vários computadores ligados em rede para fazer o processamento, mas está era uma hipótese inviável para quem possuía apenas um computador)

Mas com um pouco de astúcia era possivel conseguir animações interessantes, tanto de caminhar por dentro de projetos (walk-through), como de voo sobre os mesmos (fly-by). Era possivel também fazer animações reais, com portas se abrindo e fechando, e inclusive colocar pessoas e automóveis em movimento nos projetos desde que não se utilizasse malhas muito complexas para os mesmos. Quando se utilizava malhas mais complexas e com grande número de faces, exigindo memória e capacidade de processamento, a saída era economizar quanto aos efeitos de iluminação, reflexos e sombras.

Posteriormente surgiram os processadores cada vez mais velozes, principalmente no final dos anos 90 e após o ano 2000, e mais disponibilidade de mémoria para processamento a baixo custo. Surgiu também o 3DS Max, e o Autocad 2004 aumentou consideravelmente sua capacidade de apresentação fotorealistica de modelos tridimensionais. O Autocad 2007 aumentou ainda mais qualidade de renderização. Com o Autocad 2004 consegui obter boas perspectivas fotorealisticas dispensando o 3DS.

Entretanto, voltando aos anos 90, as animações pesadas de arquitetura eram muito caras (praticamente não havia mercado no Brasil) pois requeriam hardware muito caro, assim como animações para comerciais de TV ainda eram feitas em plataformas caras (graphic workstations ou estaçõs gráficas) que custavam a partir de 30 mil dolares e que usavam outra linha de processadores. Com os computadores pessoais PCs, obviamente era possivel fazer animações experimentais de arquitetura ou onde o padrão de qualidade exigido por grandes mídias não era requisitado.

Workstations Marcaram Época

As estações de trabalho Silicon Graphics ou SGI fabricadas nos Estados Unidos fizeram história no ramo de computação gráfica de alto desempenho nos anos 80 e 90. Incluiam hardware e software, eram conhecidas por seu alto desempenho na computação gráfica profissional multimídia (cinema e publicidade).

A linha de processadores era diferente dos utilizados pelos Computadores Pessoais PC assim como o sistema operacional. E o custo era inacessível para se ter em casa, embora o tamanho das CPUs e dos monitores fossem semelhantes aos dos micros PCs.

Estas estações foram utilizadas para efeitos especiais em filmes como Jurassic Park (1993) e Twister (1996) entre outros. Os ciclones mostrados no filme foram criados em 3D e os silos de cereais eram também virtuais.

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Trabalhos Meus do Início da Década de 1990

Com fins de memória e de documentação pessoal, aqui neste tópico, descrevo alguns de meus antigos trabalhos e experiências no setor de maquete eletrônica, apresentações impressas e antigas animações 3d de arquitetura e engenharia, principalmente quando este mercado era bem restrito, na verdade praticamente inexistente. Neste época, tentar vender animação 3d para engenharia e arquitetura no Brasil era como dar murro em "ponta de faca". Me lembro que na mesma época, um arquiteto brasileiro, especiliasta em CG para arquitetura, havia aberto um escritório no Rio de Janeiro, também em Copacabana, mesmo local onde eu me estabelecí. Não encontrando mercado, este se mudou para Boston nos EUA, onde se tornou bem sucedido.

Eu não vivia somente de C.G. voltada para apresentações ou animações de engenharia e arquitetura, e portanto devido à outros rendimentos pude fazer estas experiências, na verdade sendo pago e tendo rendimento das experiências, mas muito abaixo e aquém do que eu esperava.

As animações que fiz e que aqui estão mostradas não possuiam qualidade técnica de gravação para exibição em grandes mídias (TV) mas davam uma boa apresentação para compreensão dos projetos. Algumas foram gravadas em fitas VHS, antigo formato de video-cassete, mídia utilizada antes da popularização do DVD.

Para a renderização em formato quadro-a-quadro para exibição em grandes mídias era necessário alta capacidade de processamento e consequentemente hardware caro. Este seguimento de animações para grandes midias (TV) era mais explorado pelo setor de publicidade.

Meu envolvimento com animações de Engenharia e Arquitetura na década de 90 se restringiu a poucos episódios, por não ser uma atividade comercialmente viável àquela época, como comentei mais acima.

Para ver desenhos 3D e trabalhos mais recentes, click no menú de fotos na lateral direita desta página.

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Maquetes Eletrônicas e Desenhos 3D entre 1992 e 2000

A maioria destas malhas ou modelagens 3d foram construidas ainda com o uso do processador Intel 486 e algumas com Pentium I, usando software Autocad e renderizadas com o antigo 3dStudio.r4. Para ver estas maquete eletrônicas, click aqui. Algumas delas foram utilizadas para animações.

Animações 3D

• 1993- Guindaste Sky Horse e Unidade de Refinaria: Animação técnica ilustrativa e simplificada de uma operação de engenharia numa unidade de refinaria com uso do guindaste SkyHorse. Feita com fins experimentais.
• 1995- Vídeo Animação de um Edifício Residêncial: de 1995 simulando vôo em torno do empreendimento, caminhada à porta de entrada, visita ao hall de entrada, play-ground e pavimento de uso comum, bem como visita aos apartamentos.
• 1996- Shopping Popular: Apresentação 3d de 1996 de ante-projeto, simulando vista aérea, e caminhada interna.
• 1996 - Centro de Aprendizado de Futebol ou Escola de Futebol de 1996 para apresentação de estudo preliminar. Simulação de vista aérea em volta da maquete-eletrônica e caminhadas entre os espaços e volumes.

Acima, do lado esquerdo, animações e imagens produzidas entre 1993 e 1996
Hardware: PC com processador Intel 486 e Pentium 1
Algumas gravadas em VHS - Acima as fitas VHS

Do lado direito acima, quatro modelos 3d usados para animações. Dois entre eles chegaram a ter entre 10 e 30 minutos de animações.

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Referências

Como referência, posso dizer que escrevi os tópicos desta página baseado em memórias, conhecimentos e experiências pessoais.

As imagens mostradas de trabalhos realizados, ou imagens de referências externas ou livros tem objetivo de enriquecer e ilustrar em termos de referências os textos da página.

Links Externos Sobre Origens e História da C. G.

• Galeria de fotos sobre historia do Autocad
• As origens da Computação Gráfica e seu crescimento
• A História da computação gráfica e cronologia, dos primórdios ate os dias de hoje.
• - A Critical History of Computer Graphics and Animation - Website em Inglês cujo conteúdo mostra a história da computação gráfica e animação 3d. Contém bastante e interessantes ilustrações.
• Interessante site chamando Museu do Computador. Apresenta uma história dos computadores, desde os antecedentes da antiguidade até os dias de hoje.
• Este site aborda a história e evolução dos computadores pessoais, dos softwares, dos processadores, a história do PC ou Personal Computer da IBM (computador pessoal) contada de forma simples e resumida, com algumas ilustrações.
• Neste site o autor fala sobre suas experiências com computação gráfica e fornece um apanhado histórico da computação gráfica em PCs entre nós usuários. O site contém também trabalhos de modelagem 3d do autor.
• A Wavefront Technologies era uma companhia de computação gráfica que desenvolvia e comercializava software para animações usadas em filmes de Hollywood e outras industrias. Usava plataformas mais caras, como Silicon Graphics que ficaram famosas e conhecidas na decada de 80.
• Página com texto e fotos sobre o Whirlwind, considerado o primeiro computador a mostrar texto e gráficos em tempo real em tela.
• Sobre o computador Whirlwind na Wikipedia.

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