Prévia do material em texto

Autores: Prof. Eduardo Takemi Yamamoto 
 Prof. Robson E. de S. Rodrigues 
Colaboradores: Prof. Alexandre Ponzetto
 Prof. Eduardo Brito
Computação Gráfica 3-D
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Professores conteudistas: Eduardo Takemi Yamamoto / Robson E. de S. Rodrigues
Eduardo Takemi Yamamoto
Nascido em São Paulo, possui graduação em design pela Universidade Mackenzie – Escola de Comunicação e 
Artes e pós-graduação pela Universidade Paulista – UNIP. Atuou durante mais de 15 anos em gráficas, agências de 
publicidade e design e possui uma empresa que presta serviço nas diversas áreas de 3-D, executando projetos em 
maquete eletrônica, publicidade, embalagem, produto, design gráfico, engenharia. É docente nas áreas de Design 
Gráfico, Design de Interiores, Design de Produto, Publicidade e Propaganda, Propaganda e Marketing e Fotografia da 
Universidade UNIP e do Instituto Europeo de Design.
Robson E. de S. Rodrigues
Mestre em Multimeios pela Universidade Estadual de Campinas – Unicamp, especialista em Comunicação Social 
pela Universidade São Francisco – USF, com formação Autodesk em Computação Gráfica 3-D pelo Senac. Atua como 
professor universitário nas áreas de computação gráfica 3-D e animação, finalização e renderização, além de produção 
de páginas web dinâmicas (PHP x MySQL) e estáticas (XHTML, HTML, CSS, Fireworks, Dreamweaver) e animação, 
modelagem e texturização de personagens e ambientes 3-D. Atua em cursos de pós-graduação no Senac, de graduação 
na UNIP e de treinamento técnico no Incad, centro de treinamento especializado Autodesk.
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Y19d Yamamoto, Eduardo Takemi.
Computação gráfica 3-D. / Eduardo Takemi Yamamoto, Robson 
E. de S. Rodrigues. – São Paulo: Editora Sol, 2016.
188 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXII, n. 2-012/16, ISSN 1517-9230.
1. Computação gráfica. 2. Universo 3-D. 3. Artes visuais. I. 
Rodrigues, Robson E. de S. II. Título.
CDU 766
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades Universitárias
Prof. Dr. Yugo Okida
Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Unip Interativa – EaD
Profa. Elisabete Brihy 
Prof. Marcelo Souza
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático – EaD
 Comissão editorial: 
 Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)
 Dra. Divane Alves da Silva (UNIP)
 Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)
 Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)
 Dra. Valéria de Carvalho (UNIP)
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD
 Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Virgínia Bilatto
 Juliana Mendes
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Sumário
Computação Gráfica 3-D
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................7
Unidade I
1 INTRODUÇÃO AO TRIDIMENSIONAL ...........................................................................................................9
1.1 Nomenclatura ...........................................................................................................................................9
1.2 Utilização ................................................................................................................................................. 10
2 HISTÓRIA ............................................................................................................................................................. 11
2.1 Animação/cinema ................................................................................................................................ 11
2.2 História da computação gráfica para animação ..................................................................... 20
2.2.1 Sistemas de coordenadas .................................................................................................................... 22
2.2.2 Produção de imagens ............................................................................................................................ 24
3 COMPUTAÇÃO GRÁFICA ............................................................................................................................... 55
3.1 Mercado ................................................................................................................................................... 58
3.1.1 Engenharia................................................................................................................................................. 59
3.1.2 Medicina ..................................................................................................................................................... 68
3.1.3 Games .......................................................................................................................................................... 70
4 TRABALHANDO EM 3-D ................................................................................................................................ 87
4.1 Pré-produção ......................................................................................................................................... 87
4.2 Materiais de referência ...................................................................................................................... 88
4.3 Cenas ......................................................................................................................................................... 88
4.4 Modelando .............................................................................................................................................. 89
4.5 Materiais e maps .................................................................................................................................. 89
4.6 Luzes e câmera ...................................................................................................................................... 89
4.7 Animação ................................................................................................................................................. 90
4.8 As principais diferenças entre uma produção nacional e uma produção 
dos Estados Unidos ..................................................................................................................................... 90
4.9 Alguns programas muito utilizados atualmente ..................................................................... 93
4.10 Renderizadores.................................................................................................................................... 94
4.11 Sistema BIM .......................................................................................................................................... 97
4.12 Modelos físicos de representação ............................................................................................... 97
4.13 Impactos tecnológicos que possibilitam o desenvolvimento do 3-D: 
wysiwyg, linhas de código e parametria............................................................................................ 99
4.14 A subdivisão da malha e sua importância na modelagem tridimensional ..............100
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade II
5 PROCESSOS DE CRIAÇÃO ...........................................................................................................................108
5.1 Algumas das técnicas mais utilizadas na modelagem em filmes e games ................110
5.1.1 Box modelação por subdivisão ........................................................................................................ 110
5.1.2 Modelagem utilizando linhas e shapes splines ....................................................................... 120
5.1.3 Nurbs: outra maneira de modelar com linhas e spline ........................................................ 125
5.1.4 Digital sculpting ou escultura digital .......................................................................................... 128
5.2 Equipamentos necessários..............................................................................................................130
5.2.1 O computador ....................................................................................................................................... 130
6 ESTUDO DE CASO: COMERCIAL SNICKERS .........................................................................................136
Unidade III
7 ONDE ENCONTRAR CONTEÚDOS DE QUALIDADE ............................................................................150
7.1 Conceitos matemáticos ajudam no entendimento do mundo tridimensional ........153
8 ARTES VISUAIS E O UNIVERSO 3-D .......................................................................................................156
8.1 Computação gráfica ..........................................................................................................................156
8.2 Arte de rua com giz ...........................................................................................................................157
8.3 Cores em 3-D .......................................................................................................................................158
7
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
APRESENTAÇÃO
A disciplina de Computação Gráfica 3-D tem como objetivo conhecer a parte histórica, pontuando 
o surgimento e a necessidade das representações de vistas tridimensionais.
Apresentaremos as etapas na elaboração de um fluxo de trabalho 3-D e uma breve explanação de 
alguns softwares utilizados pelo mercado de trabalho com as principais funções, além de origens da 
computação gráfica, explanação das áreas, mercado atendido, dispositivos gráficos de entrada e de 
saída e hardware.
Serão explanados os conceitos de animação e uma breve história da computação gráfica na 
elaboração de animações 3-D.
Espera-se que o estudante seja capaz de ter a percepção da importância do tridimensional, entendendo 
a parte histórica, conceitual, bem como esclarecendo os elos entre pensar, projetar e executar o 3-D em 
diferentes áreas do mercado.
INTRODUÇÃO
Na primeira parte deste livro, trabalharemos os conceitos do 3-D, bem como uma parte histórica 
dentro da animação. Muito importante conhecer a história, apesar do tom que a própria nomenclatura 
da disciplina nos dá, pois pode parecer uma aula de algum software gráfico 3-D. Esta unidade coloca 
todos os conceitos a partir dos quais surgiram as animações, como foram feitas, por que fizeram, quem 
fez e onde fizeram.
Posterior a estas colocações, veremos como foi a introdução do computador para agilizar e aumentar 
as possibilidades dos produtores de época em desenvolver curtas, médias e longas-metragens com efeitos 
mecânicos. Da introdução da informatização até hoje em dia, muitas coisas aconteceram, a tecnologia vem 
cada vez mais se renovando, trazendo mais rapidez nas produções e barateamento do custo.
Em seguida, conheceremos aspectos importantes da linguagem aplicada em computação gráfica. 
Alguns elementos aqui abordados serão aprofundados na unidade seguinte, como as impressoras 3-D. 
Engenharia, medicina e games são áreas aqui estudadas.
Por fim, aprofundaremos o processo de trabalho em 3-D e os recursos tecnológicos que direcionam 
os trabalhos de profissionais interessados na área. Entenderemos como as artes visuais utilizam recursos 
tridimensionais e a composição das cores em computação gráfica. Nesse capítulo, incluímos também 
um estudo de caso. Nele poderemos entender os meios utilizados pela publicidade para uma campanha 
de sucesso.
Bons estudos!
9
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Unidade I
1 INTRODUÇÃO AO TRIDIMENSIONAL
1.1 Nomenclatura
Dá-se o nome de tridimensional a todo modo de visualização por três eixos. Somos doutrinados, desde 
o Ensino Médio, a entender as funções de segundo grau, com os gráficos, que são representados pelas 
letras x e y. A representação gráfica se dá por uma parábola, que, de acordo com o valor do coeficiente, 
pode ser voltada para baixo ou para cima no plano cartesiano, como demonstrado na Figura 1, na qual 
temos o eixo x horizontal e o y vertical.
-2 -1 1 2
x
y
4
3
2
1
-1
y = x2
Figura 1 – Gráfico de equação de segundo grau
Os eixos x e y são do plano bidimensional. O 3-D, por essência, tem um eixo a mais, que, por ora, 
denominaremos z. Este eixo é o da profundidade. Vemos, na Figura 2, três setas que representam altura, 
largura e comprimento.
Temos o efeito 3-D, que é um truque da mente, do cérebro humano, que nos dá a sensação de 
profundidade. Através da visão perspectiva, sabemos o tamanho real de um celular, por exemplo, 
percebemos se ele está perto ou longe de nosso olho. Um aparelho grande, aos nossos olhos, estará 
perto. Já um aparelho pequeno, saberemos que estará longe.
10
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 2 – Gizmo tridimensional (eixo)
1.2 Utilização
O mundo real é tridimensional, porém todas as formas de representação gráfica acabam se tornando 
bidimensionais. Tentamos reproduzi-los, em muitas áreas, como televisão, vídeo, games, animação, 
arquitetura, engenharia, design de produto, design gráfico, moda, design de interiores, artes, web etc.
 Lembrete
A área de Computação Gráfica 3-D é uma boa oportunidade de 
trabalho. Como visto, muitas áreas necessitam de 3-D, principalmente pela 
relação custo-benefício. Imagine uma empresa que vende apartamentos 
novos. Antes do lançamento oficial, é necessário um projeto de arquitetura, 
plantas dos locais etc., porém podemos destacar que seria necessário 
fazer um apartamento-modelo, tirar uma foto e de lá começar a vender, 
o que é muito trabalhoso e oneroso. Então, o 3-D vem substituir isso, 
bastando contratar uma empresa que trabalhe com visualização 3-D, que 
desenvolverá uma maquete eletrônica.
11
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
2 HISTÓRIA
2.1 Animação/cinema
Não caberia a esta disciplina descrever os processos e a história da imagem, porém não conseguimos 
desassociar a parte histórica sem mencionar que a fotografia, como expressão, está muito ligada à 
técnica artística. Na projeção de imagens de maneira contínua numa tela, através dos Frames, pode-se 
ver que os quadros inanimados ganhariam vida e perderiam o status estático. O universo plástico do 
cinema ficava restrito à captura das imagens em movimento, oriundas da realidade, ainda que encenadas. 
Então, a união entre a fotografia, a pintura e o desenho ultrapassou esta barreira plástica, podendo ser 
realizada sem limites, criando filmes de animações, exigindo a formulação de regras artísticas próprias, 
que chamamosde fundamentos da animação, passando a contar com uma linguagem.
Na Figura 3, pode-se observar o diagrama ilustrando o ciclo de um pulo de um personagem, criado 
por Edwin G. Lutz em 1920.
Figura 3 – Movimento de figuras humanas
Melhorias no sistema produtivo de uma animação estavam atreladas à confecção mais rápida de um 
processo artesanal de desenho, em contraponto a um sistema industrializado e rápido. Considerando as 
12
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
centenas de milhares de desenhos necessários à realização, é possível antever os muitos problemas para 
atingir o mesmo padrão de velocidade de produção, como pode afirmar Alberto Lucena Júnior.
O advento de uma técnica que eliminasse os entraves de ter de criar cada 
desenho (automatizando tarefas), ao mesmo tempo que mantivesse o 
controle dos elementos de sintaxe visual, como os obtidos pelo desenho 
e pela pintura, significaria o renascimento da animação. Da mesma forma, 
seus efeitos na área específica das artes plásticas seriam retumbantes. 
Possivelmente, novas formas de exploração visual emergiriam, ajustando 
o passo das tradicionais belas artes ao ritmo acelerado da sociedade 
pós-capitalista, que anseia por novos paradigmas estéticos e experiências 
sensoriais por meio de imagens (meio adequado para a comunicação 
num mundo de rápidas transformações). Sendo a computação gráfica a 
técnica, é possível verificar seus impactos, começando a experimentar uma 
verdadeira revolução, procurando explorar os campos ainda indefinidos das 
mídias interativas, com suas possibilidades fantásticas para entretenimento 
(LUCENA JÚNIOR, 2001, p.19).
Podemos perceber, ao longo da história da arte, o interesse de trazer vida a imagens bidimensionais 
estáticas, como no caso do javali com oito patas, representando movimento numa pintura rupestre, 
em uma gruta na Espanha, datado de cerca de 30 mil anos, ou a famosa pintura de Marcel Duchamp, 
quadro que traz a dinâmica plástica do movimento numa sequência de posições de uma personagem 
em um único quadro.
Figura 4 – Javali animado Figura 5 – Quadro de Marcel Duchamp
13
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
A animação é uma ilusão de ótica, enganando os olhos, pois se trata de imagens estáticas que 
rapidamente se trocam, para dar impressão de movimento. O thaumatrope é um exemplo desta ilusão. 
Feito de maneira rústica, qualquer pessoa pode fazer este experimento em casa, bastando recortar um 
círculo, que pode ser com aproximadamente 4 centímetros de diâmetro, de um papel-cartão, como papel 
holler, desenhando algum objeto, por exemplo, um aquário de um dos lados e, do outro lado, um peixe. 
Nas extremidades ao lado do círculo, fure e amarre um barbante pequeno, que com seus dedos girará, 
dando impressão de movimento. As Figuras 6 e 7 ilustram melhor o exemplo. Alguns arte-educadores 
utilizam em suas aulas, para que crianças aprendam a base da animação com esta técnica.
Figura 6 - Desenho Figura 7 – Animação de thaumatrope
Outros métodos também foram elaborados, como o zoetrope, criado por William George Horner. 
Desenhava-se uma sequência de imagens em uma tira, depois esta era cortada e colocada em um molde 
redondo, como uma panela ou balde com cortes verticais finos, por onde se enxergava apenas uma 
pequena parte do desenho interno, porém este tinha um eixo preso no centro, que rodava ao impulso, 
dando sensação de movimento.
Figura 8 – Desenho para colocar no molde redondo
14
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 9 – Molde redondo Figura 10 – Furo do zoetrope
 
Figura 11 – Zoetrope
Highlight
15
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Felix, o gato, não foi o animal pioneiro a ter uma animação, porém foi muito famoso, na década de 
1920. Até Mickey Mouse, símbolo maior da Disney, foi criado no auge do sucesso de Felix, na segunda 
metade da mesma década.
Figura 12 – Felix, o gato
Nesse período, a animação de marionetes/bonecos foi uma técnica de animação tridimensional que 
surgiu em países do Leste europeu como Alemanha, a exemplo das de Wladyslaw Starewicz, que era 
polonês, datadas de 1912, que utilizava insetos como protagonistas.
Figura 13 – Animação com marionetes
Highlight
16
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
A animação tridimensional, de forma mais rústica, surgiu e se desenvolveu paralelamente à técnica 
do desenho animado, como afirma Lucena Júnior (2001, p. 82):
Uma variação especializadíssima da animação tridimensional é um 
processo conhecido como tela de pinos, que surgiu nos anos 1930 pelas 
mãos do artista plástico e animador russo Alexander Alexeieff. Essa técnica 
consiste basicamente em uma prancha com milhares de pequenos furos 
através dos quais deslizam os pinos mais compridos que a espessura da 
prancha, projetam-se além das superfícies anterior e posterior. Quando 
todos os pinos estão em sua máxima posição de avanço em relação à 
superfície anterior – perpendiculares à posição da câmara e iluminados 
obliquamente – ela aparece negra, como resultados da sobreposição dos 
milhares de sombras projetadas pelos pinos. De modo inverso, quando todos 
os pinos são empurrados para trás e ficam rentes à superfície anterior, as 
sombras naturalmente deixam de existir e a superfície se apresenta clara. 
Manipulando-se os pinos para posições intermediárias, obtêm-se todas as 
gamas de cinza (LUCENA JÚNIOR, 2001, p. 84).
Muitas técnicas foram desenvolvidas, e um nome muito importante para a época foi o de Norman 
McLaren, que, juntamente com Mary Ellen Bute, utiliza a eletrônica como instrumento de desenho na 
animação. Em 1950, McLaren foi o precursor dos filmes em 3-D. Around is Around foi o primeiro filme 
com efeitos 3-D.
A importância dessas pessoas e as muitas técnicas testadas e empregadas foram grandes, pois se 
baseiam no que se faz hoje, com as expertises adquiridas anteriormente.
Em 1937, chegava Branca de Neve e os 7 Anões, contando com um padrão Disney de animação, que 
marcou o início do domínio do meio pela Disney, utilizando a rotoscopia.
Figura 14 – Branca de Neve e os Sete Anões
17
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Walt Disney, conhecedor do entretenimento, com sua incrível sensibilidade artística aliada à 
capacidade empresarial, transformou-se no principal nome da animação, tornando-se referência. O 
período entre 1928 a 1940 é considerado a “Era de Ouro da Animação” (LUCENA JÚNIOR, 2001).
Figura 15 – Zangado em sketches
Energia e expressividade são esboçados na sequência da figura anterior do personagem 
Zangado. Ao lado esquerdo, tem traços de estudo em nível sketch, tudo muito riscado, e parece 
sem pretensão; ao lado direito o personagem com melhor acabamento.
Figura 16 – Estudo de posição
Na figura anterior, o modelo articulado para estudo de postura e movimento mostra o interesse de 
Disney em passar a animação de forma mais precisa e real, fazendo exaustivos testes, visitas ao zoológico 
e a fazendas, esquemas com esqueletos, cadáveres de animais, armações de modelo, maquetes, ou seja, 
tudo era estudado para atingir o máximo da expressão plástica e cinética.
18
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 17 – Cinderela
Figura 18 – Estudo de líquido e feição
Nesta figura, veem-se os estudos para animação de fluidos líquidos, como splashs, lavas, pingos 
de chuva. Ao lado, o artista Norm Ferguson utiliza sua própria feição como referência no desenho do 
cachorro Pluto.
19
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃOGRÁFICA 3-D
Figura 19 – Storyboard do Capitão Gancho
Na figura anterior, vemos o storyboard de Peter Pan, que foi gravado em 1953. Storyboards são 
quadros que organizam graficamente com o intuito de antever uma animação.
Outros estúdios surgiram e desafiaram o império Disney, como a Warner Bros., com os desenhos do 
Pernalonga, Patolino, Piu-Piu, Papa-Léguas, Coiote, Tom e Jerry etc.
Figura 20 – Personagens da Warner Bros.
20
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 21 – Tom e Jerry, da Warner Bros.
Figura 22 – Flinstones e Jetsons, de Hanna-Barbera
2.2 História da computação gráfica para animação
A história da animação digital está na convergência do cinema e da computação. O advento da 
computação e da computação gráfica tornou os processos mais rápidos e produtivos, com maior 
capacidade de explorar qualquer efeito, realistas se assim o quisessem. Nomes como John Whitney, 
Edwin Catmull e Douglas Trumbull contribuíram muito para que os computadores fizessem parte da 
indústria cinematográfica.
A década de 1960 foi especialmente importante. Nesta época, a computação gráfica foi criada 
para fins científicos, então, muitas imagens e muitos filmes computadorizados não tiveram este olhar 
artístico, mas sim o tecnológico. O problema estava na tecnologia presente em oferecer máquinas 
capazes de processar imagens. Steven Coons é apontado como um dos primeiros a trabalhar com 
coordenadas espaciais, com a posição e representação de dados, habilitando o dimensionamento, a 
21
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
rotação, a movimentação. William Fetter utilizou o termo computer graphics (computação gráfica) em 
1963 e, assim como Steven Coons, foi pioneiro na área. Trabalhava na empresa Boeing Aircraft Company 
na década de 1960, com vetores gráficos 3-D, executando os primeiros modelos de figuras humanas em 
versão tridimensional por computador, para melhorar a experiência do interior de uma cabine de avião. 
O produto final pode ser observado na figura a seguir:
Figura 23 – Modelo feito por William Fetter
As invenções e os estudos dentro da área se concentraram no MIT – Massachusetts Institute of 
Technology, centro universitário norte-americano que tem como objetivo o estudo de tecnologias; tem 
um grande apoio federal do país, pois poderia oferecer benefícios para a área militar, e da iniciativa 
privada, que o apoiava porque enxergava ali uma grande vantagem competitiva. Acionados por 
planejamento de marketing, trouxeram grandes investimentos para o setor.
Outro estudo, realizado como tese de doutorado no MIT por Ivan Sutherland, criou um jeito eficiente 
de se comunicar com o computador, superando enormes barreiras que existiam, pois, para os primeiros 
trabalhos tridimensionais, uma pessoa digitava uma série de caracteres alfanuméricos como meio de 
comunicação entre homem e máquina.
O marketing está muito atrelado ao sucesso da tecnologia, pois empresários descobriram que os 
consumidores ficavam muito extasiados com o show que a tecnologia do momento nos fornecia e 
continuam fazendo.
22
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Em 1978, Carl Machover escreveu um artigo intitulado “A Computação Gráfica já Atingiu a 
Maioridade? Sim, Várias Vezes”, mostrando a importância da ferramenta para o mundo. Em 1963, o 
Sketchpad, tese de doutorado de Ivan Suterland do MIT, foi um marco para os avanços na computação 
gráfica, pois consistia no primeiro grande sistema que permitia ao homem comunicar-se com eficiência, 
rapidez e grande desenvoltura com os computadores.
Figura 24 – Protótipo da mesa digitalizadora ou mesa gráfica (1964)
Em 1963, foi criado, por Douglas Engelbart, o mouse. Estes dispositivos tornavam possível o 
desenho no computador sem o processo demorado que era entrar com diagramas e desenhos através 
de coordenadas numéricas.
2.2.1 Sistemas de coordenadas
Os sistemas de entrada de coordenadas servem para desenhar através de pontos no espaço, 
traduzindo em desenhos e formas no computador os dados das coordenadas bidimensionais 
para desenhos 2-D e coordenadas tridimensionais para 3-D. Esse sistema nos dá, visualmente, as 
coordenadas de tamanho e do posicionamento da peça no espaço no plano cartesiano.
Existem as coordenadas esféricas, polares e cilíndricas, que, dependendo da forma desejada, 
enquadram-se em um dos tipos.
23
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
P(x, y, z)
z z
y
y
P
x
x
x
y
Coordenadas esféricas Coordenadas cilíndricas
Coordenadas polares
r
r
rθ
θ
θ
ψ
Figura 25 – Diferentes sistemas de coordenadas
 No sistema de coordenadas esféricas, as coordenadas são descritas por raio e dois ângulos. No 
sistema cilíndrico, as coordenadas são descritas por raio, ângulo e um comprimento. Nas coordenadas 
polares, são descritas por raio e ângulo.
y
x
(4,5) (7,5)
(11/2. 9)
Figura 26 – Coordenadas x, y
x
Eixos
y
Figura 27 – Gráfico 2-D
24
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Tem-se o exemplo de pontos, como p {(-2,8), (-1,3), (0,0), (1,-1),(2,0), (3,3), (4,8)}, em que cada par 
(x, y) representa um ponto no espaço.
2.2.2 Produção de imagens
Existem três estágios para produção de imagens que são fundamentais, que são a descrição da 
imagem para o computador, o processamento da informação e a exibição. A grande dificuldade se passa 
no meio de comunicação entre o computador e os humanos, quando, para a máquina, as informações 
estão em números, e, para nossa compreensão, precisamos de meios mais visuais. Para que estes dados 
sejam compreendidos pelo computador, necessitam ser digitalizados.
Equipamentos como mouse, scanner, teclado, joystick, etc., que são mecânicos, surgiram para 
transferir as informações para o computador, que funciona como um conversor de analógico 
para digital.
Alguns modelos de equipamentos têm funcionamento bem simples, como o teclado, que a máquina 
interpreta através de números binários, 0 e 1. Pela combinação destes números, o computador trabalha 
com estas codificações, atribuindo valores numéricos a letras, símbolos, sinais, números.
Na figura a seguir, uma vista interna do funcionamento do teclado, com a conexão dos fios ao se 
pressionar a tecla, e do joystick.
Suportes
Potenciômetros
Botão de 
disparo
Figura 28 – Teclado e joystick
25
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Mouses mais antigos, ou mouses mecânicos, contavam com uma esfera na parte de baixo, e o 
movimento deste acionava as engrenagens que acionavam um circuito elétrico, como afirma Lucena 
Júnior (2001).
Os sinais eletromecânicos são então traduzidos pelo circuito eletrônico 
do mouse em informações sobre o movimento do aparelho que podem 
ser usadas pelo computador. É um sistema parecido com o do joystick, e 
como este, sua ideia é facilitar a vida do usuário, almejando o máximo de 
produtividade. O usuário pode operar uma espaçonave num video game 
através do teclado, mas qualquer um que já se valeu dessa opção reconhece 
as limitações para lidar com ações interativas muito dinâmicas (LUCENA 
JÚNIOR, 2001, p. 84).
Na década de 1960, as mais comuns eram o teclado e a caneta ótica, o mouse e a mesa digitalizadora. 
Após as evoluções só reapareceram com força com o microcomputador, na década de 1980.
No esquema da próxima figura, vê-se um algoritmo para representar a informação, utilizando-se 
programas (softwares), de uma maneira gráfica.
?
?
?
?
FIM
Sim
Sim
Sim
Sim
Não
Não
Não
Não
Escolha uma ferramenta
Quer escolher uma cor
Escolha uma cor
Ponha a ferramenta na área
Desenhe
Quer desenhar com outra cor
Quer desenhar com
uma ferramenta diferenteQuer continuar desenhando
Não
Começo
Ideia da composição
Figura 29 – Algoritmo
26
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Ao abordar o tridimensional na computação gráfica, mesmo com o melhor programa, o resultado 
ainda será uma ilusão, pois a imagem que se forma no monitor é sempre bidimensional. Um exemplo 
seria um cubo, que é uma das formas mais comuns, pois as coordenadas de x e y têm o eixo z, ou seja, 
a profundidade; porém, esta é apenas a projeção, como demonstra a figura a seguir.
a
a
Observador
(câmera)
Plano de visão
Pirâmide de visão
Recorte
Observador
Plano de visão
(câmera)
Figura 30 – Projeção tridimensional vista e adaptada em 2-D
27
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Coube a Lawrence G. Roberts, em 1963, apagar linhas de partes da imagem que atrapalhariam a 
correta visualização, como se fosse uma borracha escolar, como é demonstrado a seguir, utilizando um 
algoritmo, para dar aparência sólida à imagem final.
Figura 31 – Apagar as linhas para correta visualização
No laboratório da AT&T, a Bell Telephone, assim como na Boeing Aircraft Company e no Lawrence 
Radiation Laboratory da Universidade da Califórnia, surgiam, em meados de 1963, as primeiras 
animações que efetivamente deram início à era do filme digital. A seguir, pode-se ver o fotograma 
28
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
do filme Simulation of a Two-Gyro Gravity Attitude Control System, de Edward E. Zajac, de 1963, que 
demonstra um sistema de estabilização no movimento de um satélite.
Figura 32 – Trabalho da AT&T
29
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
A seguir, uma lista de filmes que fazem parte do pioneirismo e que são, a princípio, simulações científicas:
• A Pair of Paradoxes, de Edward E. Zajac (Bell Telephone Laboratories, 1964): demonstra o Efeito 
Penrose, no qual uma bola pula sobre os degraus do circuito de uma escada sem fim.
• A Computer Technique for Producing of Animated Movies, de Kenneth C. Knowlton (Bell Telephone 
Laboratories, 1964): o filme descreve a técnica empregada em sua própria execução.
• Force, Mass and Motion, de Frank W. Sinden (Bell Telephone Laboratories, 1965): simula o 
movimento de corpos em órbita sob várias leis gravitacionais.
• Four Dimensional-Hypercube, de A. Michael Noll (Bell Telephone Laboratories, 1965): projeção 
estereoscópica da rotação de um cubo em quatro dimensões.
• Vibration of an Aircraft, de William A. Fetter (Bell Telephone Laboratories, 1964): mostra a vibração 
de um avião no ar e a aparição de um porta-aviões para aproximação de pouso.
• The Second Man, de William A. Fetter (Bell Telephone Laboratories, 1965): é uma animação de 
figura humana para estudo ergométrico, visando a projetos de cabine de piloto de avião.
• Flow of a Viscous Fluid, de Nelson Max (Lawrence Radiation Laboratory, 1965): mostra o fluxo de 
um líquido viscoso, incluindo a formação de um vórtice de Von Kármán.
No final da década de 1960, surgem os sistemas Genesys, uma linguagem de computação de 
animação vetorial digital que tem conjuntos de primitivas, ferramentas de controle de movimento, 
câmara, banco de dados e tem como base fundamental a interatividade, ou seja, o tempo real, com 
o artista interagindo de forma quase completamente gráfica, contando com o computador TX-2, o 
monitor e a mesa digitalizadora, que conferem velocidade aos processos.
O Scanimate é um sistema analógico e foi bem importante, pois, em certos momentos, a computação 
digital era lenta para a qualidade que os artistas necessitavam para o momento; foi o grande responsável 
pela introdução da computação gráfica no cinema e na televisão. Também é considerado o precursor 
das ilhas de edição de vídeo.
Dentre suas muitas vantagens, o sistema Scanimate tinha melhor nível de familiaridade de interface. 
Um desenho seria escaneado, podendo ser operado de diversas maneiras por um painel de controle que 
continha comandos de rotação, zoom, deformação, explosão, texturas etc. Animações de personagens 
eram a parte crítica, pois havia dificuldade da animação de braços, pernas etc. Seu forte era em trabalhos 
de diagramação, logotipos, ilustrações, animação de títulos, efeitos especiais.
30
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 33 – Scanimate
Para o cinema, o Scanimate foi utilizado no filme de Stanley Kubrick, de 1968, 2001: Uma Odisseia 
no Espaço, que foi indicado a quatro Oscars, recebendo um pelo trabalho de melhor efeito especial. O 
filme tem como tema a evolução humana, a inteligência artificial, a vida extraterrestre e a tecnologia. 
No momento em que a aeronave acelera, causa deformação do espaço-tempo, formando linhas 
coloridas animadas, que foram desenhadas manualmente e posteriormente transformadas, como 
demonstra o fluxograma a seguir:
SCANMATE
Special
effects
High
resolution
display
Artwork
Artwork
Artist
manual
control
Artist
manual
controlComputer 
control
Recorder
Color TV
display
NTSC
color
A
B
Figura 34 – Fluxograma de trabalho do Scanimate
31
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
As artes eram desenhadas e entravam no setor dos efeitos especiais, que as editava através do 
Scanimate. Pessoas trabalhavam nos computadores, que juntavam e gravavam o processo e davam 
saída para uma projeção de boa resolução, para então ser transmitido.
Novos estudos avançaram, e a Universidade de Utah entrou com estudos avançados em computação 
gráfica, levando consigo cientistas, alunos entusiasmados com o potencial e formando técnicos que 
dirigiriam laboratórios e montariam empresas que seriam muito importantes para o mundo de hoje.
Ivan Sutherland e David Evans, cientistas envolvidos no projeto, impulsionaram o mercado de 
computadores que foram especialmente projetados para as empresas de simulação de voo, que eram 
apoiadas pelo Exército, já que treinavam seus pilotos com simuladores.
Nessa época, duas das maiores contribuições foram o algoritmo de superfície oculta e a aplicação 
de sombreamento. Na próxima figura, pode-se perceber que, para dar aparência de objeto sólido, o 
cubo teve as partes invisíveis, partes que não aparecem, atrás do objeto, escondidas. Seria o start para o 
realismo que se fazia necessário.
Figura 35 – Box renderizado em Autodesk 3D Studio Max
Outro item dessas contribuições foi a técnica do sombreamento de objetos 3-D, além da solução um 
problema, que era: como iluminar superfícies digitais? A superfície do objeto é dada em polígonos, que 
são esses retângulos no cubo e na esfera mostrados a seguir.
32
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
 
Figura 36 – WireFrame de objetos para demonstrar os polígonos no Autodesk 3D Studio Max
Para resolver essa questão, o computador precisa calcular o valor de luz, reflexão e demais itens de 
cada polígono.
Um evento em específico ficou marcado como um grande marco para a propagação da computação 
na arte. O ano era 1968; o local, Instituto de Arte Contemporânea de Londres – Inglaterra. O evento 
ocupou mais de 6 mil metros quadrados, envolveu 326 participantes e foi visto por mais de 60 mil 
pessoas. Organizado por Jasia Reichardt, foi a primeira mostra internacional a dar visibilidade à computer 
art. A exibição mostrou como o homem poderia usar o computador e as novas tecnologias para estender 
sua criatividade e inventividade. Consistia em computação gráfica, composições e execução de músicas, 
animações e outros muitos materiais feitos via computador.
 
Figura 37 – Vista da exposição de Cybernetic Serendipity
33
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
A própria Jasia Reichardt apontou dois aspectos do projeto particularmente significativos. O 
primeiro é que em nenhum ponto foi claro para qualquer visitante, já que as diversas obras, objetos e 
máquinas foram feitos por engenheiros ou artistas, poetas ou engenheiros, sem nenhuma indicação 
sequer. Dentre os contribuintes das obras havia 43 compositores, artistas e poetas e 87 engenheiros, 
médicos, filósofos e gerentes de sistemas de computadores.
O segundo fator é que os novos meios de comunicação contribuem inevitavelmente para a mudança 
das formas das artes, é sem precedentes que uma nova ferramenta traga a multidisciplinaridade de 
muitas pessoas. Impressoras, monitores, plotters auxiliaram engenheiros e outros que nunca sequer 
teriam pensado em colocar um lápis no papel para executar, pelo prazer de ver algo se materializar.
Muitos dos gráficos de computador, feitos por engenheiros na Europa, Japão e EUA, se aproximavam 
muito de perto do que nós aprendemos a chamar de arte e colocamos nas galerias de arte. Isso levanta 
uma questão muito real, se a computação gráfica deve permanecer lado a lado com desenhos de 
artistas em museus e galerias de arte, ou se deve pertencer a outra categoria ainda não especificada 
de realização criativa.
Figura 38 – Vista da exposição de Cybernetic Serendipity
Hoje em dia, existem muitas exposições artísticas que respondem a essas questões, como a File, que 
é a Feira Internacional de Linguagem Eletrônica, exposição que acontece todos os anos, em São Paulo, 
34
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
no prédio da Fiesp, com entrada gratuita, em local de fácil acesso para paulistanos ou visitantes que 
venham para São Paulo. Acontece sempre entre junho e agosto.
Figura 39 – Interatividade envolvendo computador, arte e pessoas – File
Com a coordenação de Paula Perissinotto e Ricardo Barreto, esse evento, que em 2015 completou 
a 16ª edição, destaca-se pela interatividade envolvendo arte, arte eletrônica e as pessoas que visitam, 
misturando a instalação, videoarte, jogos, animações e até uso de óculos de realidade virtual 3-D. Então, 
o que seria das muitas áreas de hoje se não houvesse essas pessoas, como Jasia Reichardt e os outros 
muitos não citados? 
Na década de 1970, muitas das novidades que vieram para a computação gráfica são oriundas de 
acontecimentos com possibilidades de interatividade, assim como já acontecia na década passada, por 
exemplo, com o desenvolvimento de simulador de voo, para treino de pilotos do Exército.
Apesar de ter o gráfico, um aliado, o momento era de incapacidade de memória e processamento das 
máquinas, com processos pesados. Com o passar do tempo, com as válvulas nos computadores passando 
para o transistor, houve um salto tecnológico, evoluindo para a miniaturização dos circuitos.
35
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 40 – Placa com transistor (canto inferior direito)
Uma empresa que surgiu nessa época e hoje em dia é muito famosa é a Intel, que surgiu em 1969 
e, até 1975, lançou três chips que marcaram a era dos microprocessadores. Em comparação com os 
computadores gigantes que eram instalados em enormes salas, como se pode observar a seguir, o 
microprocessador trouxe a ideia de microcomputador que considerava, pela primeira vez, o indivíduo 
como membro que conduzia as tarefas, não apenas como consultor para interagir com as máquinas.
Figura 41 – Computador da década de 1950
Gordon Moore, cofundador da Intel, foi autor da célebre concepção de que a quantidade de 
transistores num chip dobraria a cada dezoito meses e, nesse tempo, se compraria um computador 
duas vezes mais rápido pelo mesmo preço pago dezoito meses antes. Surge o Frame buffer, uma 
memória de imagem, com função de guardar temporariamente dados visuais, como a memória de 
vídeo, de tela. É uma peça de computador crucial para o avanço da computação gráfica, que estabiliza 
36
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
o conceito de computador pessoal, e, com este, um item que tinha ficado no passado voltou com 
maior força: o mouse.
James Clark, cientista norte-americano, dizia que a busca de realismo por meio do aprimoramento 
de algoritmos seria o grande alvo das pesquisas em computação gráfica. Na década de 1970, a 
conquista de gráficos tridimensionais 3-D, com faces coloridas e criação de formas complexas que 
traziam o realismo, foi alcançada. O desafio era a etapa de modelagem tridimensional, como afirma 
Lucena Júnior (2001):
Possivelmente, o maior deles estava em permitir a manipulação de dados 
geométricos de forma interativa, num procedimento fácil (intuitivo) para 
o usuário (um artista), com resposta instantânea (dita em tempo real). Essa 
condição em trabalhar com computadores, da mesma forma que escultores 
com argila, era uma das ideias que faziam projetistas e programadores de 
softwares dar sonoras gargalhadas (LUCENA JÚNIOR, 2001, p. 84).
Muitos pesquisadores sérios estavam comprometidos em concretizar este sonho. Um abismo entre 
hardware e software fazia muitos rirem dos sonhos de modelar em tempo real, principalmente objetos 
complexos e orgânicos.
A solução encontrada foi desenvolver trabalhos tridimensionais através de curvas, chamadas de 
splines, deixando de lado expressões algébricas polinomiais.
 
Ponto de controle
B-spline
Bezier
Peso
Ponto central
Ponto tangencial
Figura 42 – Linha spline
As linhas spline são criadas por algoritmos, muitas vezes, batizados por seus criadores. Essas 
linhas podem ser bezier, b-spline, hermite, cardeal etc. O que difere são os pontos de controle, 
que serão manipulados.
37
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
E
E
E1
E0
E3
E2
Figura 43 – Comparação da subdivisão produzida que deixa mais suave
Até aquele momento, esses polígonos estavam bem-encaminhados para se ter formas mais suaves, 
mas a comunidade ainda sofria com as representações de plantas, montanhas, água, fogo, nuvens e 
demais fenômenos da natureza que permitissem explorar graficamente estas simulações tridimensionais.
Na segunda metade da década de 1970, Benoit Mandelbrot, matemático polonês, formalizou o 
conceito de fractal, que permitia medir propriedades irregulares, afastando os impedimentos que 
sofriam, permitindo a liberdade de modelar o imprevisível e o variável.
Figura 44 – Fractal
38
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Foi um grande avanço se pensarmos que, até o século XIII, a escrita se dava apenas por pouquíssimos letrados 
e tudo era feito à mão, e somente no século XV, quando o alemão Johannes Gutenberg inventou os tipos móveis, 
permitiu-se a produção de livros. No caso, a primeira Bíblia impressa foi a famosa Bíblia de 42 Linhas.
Figura 45 – Bíblia de 42 Linhas feita por Gutenberg
Usar o teclado para digitar as coordenadas dos pontos era muito contraprodutivo, pois necessitavam 
de um melhor desempenho do hardware, com resposta imediata. Os principais métodos para modelagem 
3-D, ainda hoje, foram desenvolvidos na década de 1970, como afirma Lucena Júnior:
Os principais métodos de modelagem 3-D, ainda hoje empregados, 
foram aperfeiçoados ou desenvolvidos na década de 1970. É o caso da 
representação por primitivas, geometria sólida construtiva, modelagem de 
forma livre, modelagem por procedimento, técnicas de extrusão revolução, 
seção transversa serial, entre outras (LUCENA JÚNIOR, 2001, p. 289).
Figura 46 – Sólidos gerados através de software 3D Max
39
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Na figura anterior,é mostrada, no software 3D Studio Max, uma parte das geométricas primitivas. 
Apesar de o programa ser atual, a sua base foi cunhada em 1970 com um conjunto de objetos simples, 
como estes da figura convenientemente pré-construídos, que são padronizados, de fácil definição 
matemática, compostos por polígonos ou fragmentos curvos, em 3-D.
Partia-se dessas peças pré-moldadas para, assim, gerar imagens com ajuda do mouse ou da caneta 
eletrônica. Poderiam dar-se transformações de rotação, movimentação das peças no espaço, além de 
duplicar, espelhar, cortar, torcer, esticar, ou seja, modos que se parecessem com as técnicas tradicionais 
de escultura à mão.
Existe também a modelagem sólida, que se parece com o método de representação por primitivas, 
já que utiliza a modelagem através de sólidos pré-construídos. Mas, neste caso, elas interagem, 
formando as operações booleanas, que foram inventadas por George Boole, matemático britânico. 
Usando de técnicas de solda ou união, diferença e intersecção, podemos criar novas formas, como 
demonstrado a seguir.
Com dois círculos, podemos executar: uma maçã, 
uma lua minguante ou um olho pela técnica de 
George Boole
União Subtração Intersecção
Figura 47 – Maçã, lua e olho desenhados pela técnica booleana
Lembrando que esta figura foi feita com o software vetorial Adobe Illustrator, ou seja, é 2-D, mas 
poderia ter sido feita no Autodesk 3D Studio Max, ou em qualquer outro que trabalhe com o princípio de 
computação gráfica, já que este é um dos comandos mais utilizados e comuns na computação gráfica 
hoje em dia.
40
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
A modelagem de forma livre traz as propriedades das malhas elásticas e manipulação dos pontos 
de controle, ideal para esculpir formas curvas, sendo trabalhada individualmente, ponto a ponto, ou 
coletivamente, através da seleção de uma série de pontos, como pode ser visto a seguir.
Figura 48 – Seleção e transformação de um ponto
Figura 49 – Seleção e transformação de múltiplos pontos de controle
Outra técnica de modelagem existente é por derivação, a princípio, que tem a ideia simples de 
transformar linhas 2-D em 3-D através de técnicas de extrusão, revolução e seção transversa serial.
41
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
O termo extrusão veio das indústrias e significa que um material força a passagem através de um 
buraco. Um plástico, por exemplo, que é derretido, passa por este injetor que é forçado através de uma 
matriz, adquirindo a forma da matriz projetada, como pode ser visto na figura:
Figura 50 – Extrusão
Como pode ser visto, utiliza-se o escrito em 2-D, depois aplica-se o comando de extrusão, que dará 
profundidade ao escrito.
Outra técnica executada é a da revolução, que necessita também de linhas bidimensionais desenhadas 
e um eixo para rotação:
Figura 51 – Maçã 2-D
Figura 52 – Maçã 3-D
42
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Pode-se observar que o formato da letra C no lado esquerdo é a forma do objeto, a linha vermelha 
que corta a figura do meio é o eixo de rotação e a terceira forma é a final, o formato de maçã. Qualquer 
peça cilíndrica pode ser feita através desta técnica, como pratos, baldes, taças e copos. O programa 
efetua um giro completo, de 360 graus, em torno de seu eixo. Você consegue imaginar esses desenhos 
em 2-D? Veja como seriam nas figuras a seguir.
Figura 53 – Formato bidimensional dos objetos
Figura 54 – Peças depois da revolução
O nome desses comandos pode variar nos softwares atuais. Alguns mais conhecidos são: Lathe, 
Sweep, Revolved ou Revolution. Utilizam um algoritmo de fácil implementação matemática, simples, 
intuitivo e muito eficiente.
A outra maneira da derivação é a seção transversa serial, uma variação do extrude, já que utiliza a 
mesma maneira de pensar. Só que, em vez de utilizar uma forma para o objeto extrudado, podem ser 
utilizadas mais formas.
43
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 55 – Seção transversa
Na figura anterior, repare nas linhas pretas que estão soltas; estas seriam os “moldes”, e o objeto 
seria como um tubo de pasta de dente. O nome do comando pode variar nos muitos softwares, entre 
sweep 2 rails, loft e loft composto. Seriam como fatias de formas, seguindo uma linha, que pode ser 
reta ou curvilínea. Muito útil em topografia, portanto muito útil em superfícies; e é aí que se origina o 
termo loft ou lofting. Muitos objetos podem ser modelados através desta técnica. Como exemplos, uma 
torneira, chave de fenda, entre outros. Conseguiria imaginá-los em 2-D e depois em 3-D?
Figura 56 – Seção transversa do cabo de chave de fenda e torneira
44
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Na figura anterior, para a chave de fenda, à esquerda, e a torneira, à direita, existem os moldes que 
compõem a forma, bidimensionalmente. Se prestar bastante atenção, pode-se quase ver uma linha, se 
seguir a forma.
Na figura a seguir, pode-se ver melhor como estas formas se “ligam” umas às outras, nesta linha 
“imaginária”. Para esta forma de cabo de chave de fenda, existem três círculos, dois formatos de estrela 
que se unem.
Figura 57 – Seção transversa do cabo de chave 
de fenda
Figura 58 – Seção transversa do cabo de chave 
de fenda
45
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 59 – Seção transversa de torneira
Figura 60 – Seção transversa de torneira
46
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
A figura anterior segue o mesmo conceito, apenas a linha “imaginária” é curvilínea e segue como 
um cabo de guarda-chuva. Repare nas linhas pretas, elas lhe darão uma ideia melhor do que aconteceu.
Em 1975, ainda na Universidade de Utah, o cientista Martin Newell cria um método chamado 
modelagem por procedimento. Tentando sintetizar o que Martin colocou, um algoritmo que define 
uma ação, um procedimento, especifica como um objeto será criado, deixando que alguns parâmetros 
possam ser configurados posteriormente. Exemplificando, veja a figura a seguir. No caso deste objeto, 
ele é um 2-D, ou seja, bidimensional, com eixos x e y apenas.
Figura 61 – Círculo em software vetorial Adobe Illustrator
A esfera marca em x a posição 233,93 e, em y, 57,33. São as posições no espaço em que ele está.
Na próxima, uma esfera 3-D, que é um sólido, é criada fornecendo sua posição no espaço, raio ou 
diâmetro. Agora, o software é o Modo 801, software 3-D, que tem o eixo z como a profundidade. Foi 
dado o raio de 400 milímetros.
47
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 62 – Caixa de diálogo do software para tamanho e posição
Figura 63 – Esfera
A década de 1970, na área das artes plásticas, já estava saturada dos exageros da década passada: 
não havia mais o que desconstruir ou chocar, os efeitos especiais do cinema pareciam ter chegado ao 
fim com o filme de Kubrick, 2001 Uma Odisseia no Espaço. A televisão atraía mais público, com a sua 
versão em cores. Os principais estúdios de animação ainda aguardavam a melhora no desenvolvimento 
dos processos, pois ainda havia muitas dificuldades técnicas, um custo muito elevado para obtenção de 
superfícies 3-D, apenas alguns comerciais de grandes companhias, porém sem nenhuma contribuição 
estética muito significativa.
O cinema nos Estados Unidos, no pioneirismo em que estava a computação gráfica por lá, tinha a 
supremacia, com maior mercado, e comandava as pesquisas e o desenvolvimento da tecnologia digital.
48
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 Dia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Um marco para os filmes, sem dúvida, que encantam pessoas até hoje é a saga de Star Wars, ou 
Guerra nas Estrelas. Idealizado por George Lucas, lançado em 1977, destacou-se mundialmente como 
enredo, história, figurino, efeitos especiais, entre outros quesitos, mas o principal legado foi construído 
depois do primeiro filme.
Figura 64 
Após ganhar dinheiro com a primeira versão, George Lucas gastou milhões de dólares montando 
um time que desenvolveu tecnologias inéditas para a época e que mais tarde apareceriam em todos 
os estúdios de Hollywood, em aparelhos de som, telefones celulares etc. Desenvolveu um sistema 
completo de edição digital para as batalhas e os X-Wings. Para muitos, o principal acontecimento na 
história da computação gráfica.
Figura 65 – X-Wings
49
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 66 – Cena de Star Wars
Pode-se reparar na figura anterior, ao fundo na tela, o instrutor passando as informações da “Estrela 
da Morte”, uma animação em aramado, wireFrame, com uma visão 3-D dos pontos fracos do inimigo.
Na próxima figura, pode-se observar a sequência daquela tela.
 Saiba mais
Assista ao filme Star Wars (Episódio IV) com maior atenção aos 
detalhes, em especial, a esta cena da imagem, e também às cenas em que 
as espaçonaves têm suas miras que apontavam às naves inimigas. Efeitos 
da computação gráfica.
GUERRA nas estrelas: uma nova esperança. (Título original: Star wars: a 
new hope). Dir. George Lucas. EUA: Fox Filmes, 1977. 121 min.
Veja também o making of em:
QURAISHI, A. The “Star Wars” connection. Chicago Tonight, 23 maio 
2013. Disponível em: <http://chicagotonight.wttw.com/2013/05/23/star-
wars-connection>. Acesso em: 25 nov. 2015.
50
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 67 – Cena de Star Wars
Figura 68 – Making of do filme Star Wars
51
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 69 – Making of do filme Star Wars
Agora, um filme que, com a computação gráfica, explorou algo que supostamente poderia ter 
sido considerado uma falha, um erro, mas que propositalmente usou este artifício como um efeito, 
foi o longa-metragem da MGM, de 1973, Westworld: Onde Ninguém Tem Alma. A imagem era de 
um robô e, para mostrar a imagem da visão do robô, foi feita uma pixelização da imagem, ou seja, 
diminuiu-se a resolução da imagem, resultando no aumento dos “quadrados que a formam”, como 
demonstrado na figura:
Figura 70 – Visão do robô no filme Westworld: Onde Ninguém Tem Alma
A produtora que havia feito o Westworld foi a Triple I, que filmou a continuação deste, com nome de 
Futureworld, que no Brasil teve título de Ano 2003: Operação Terra. Aparece um exemplo de superfície 
52
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
sólida 3-D, em que a cabeça de um personagem foi reconstruída digitalmente. Essa tecnologia envolvia 
o próprio ator que teve a cabeça simulada. Ele ficava sentado sendo fotografado simultaneamente por 
três câmeras, a partir das quais eram feitas as digitalizações, ou seja, eram escaneadas, permitindo a 
transferência dos dados topológicos ao computador.
Figura 71 – Imagem da cabeça modelada
Na televisão, os últimos anos da década de 1970 foram bons, as redes de televisão e os anunciantes 
tinham dinheiro para se desenvolverem. Os computadores eram a garantia de eficiência, mas parecem 
53
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
infinitamente ridículos comparados com os padrões atuais, pois naquela época continham uma 
memória de 96 Kb de memória principal, o que fica bem longe dos terabytes dos atuais, e resolução 
de vídeo de 512 x 512 em 8 bits.
A década de 1980 é marcada pela diversidade dos acontecimentos na computação gráfica. Para 
tentar mensurar o tamanho comparativo entre 1960 e 1980, pode-se averiguar pela Siggraph, que é a 
conferência dedicada a gráficos computadorizados. Em 1967, um documento contendo 30 assinaturas 
dava início ao encontro e, em 1980, já contava com cerca de 25 mil pessoas.
Não apenas os artistas se familiarizaram com a ferramenta, mas também as escolas de arte formavam 
os primeiros estudantes que tinham a disciplina de computação gráfica em seus currículos.
Havia computer animation houses que investiam em pesquisas tecnológicas, fabricando equipamentos 
e softwares. A segunda geração destas empresas é bem-representada pela Industrial Light & Magic, 
empresa de efeitos especiais da Lucas Film, em que foi construído um sistema de animação batizado 
de Pixar Image Computer, projetado para artistas. Em 1986, essa divisão foi desmembrada e passou a 
funcionar como empresa independente.
Empresas começavam a apostar em computadores cada vez menores, como os computadores 
pessoais: é o caso da Silicon Graphics, Inc. Em 1982, nascia o Iris 1000; em 1981, o IBM Personal Computer 
(PC); e a chegada do Apple Macintosh, em 1984.
A história de Steve Jobs foi realmente muito marcante, pois, à frente da Apple, soube transferir a 
revolucionária tecnologia de interface gráfica do laboratório para um produto comercial de sucesso.
 
Figura 72 – Fotograma da propaganda de lançamento da Apple
54
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 73 – Computador Apple
Figura 74 – Modelo original Mac e a interface gráfica
Para os artistas, isso significava que seriam independentes, que não necessitariam de empresas 
ou laboratórios por trás. O ponto de partida para os softwares 3-D de modelagem e animação foi 
o 3D Wavefront, de 1984, fator determinante para a proliferação de estúdios de animação digital 
pelo mundo. Então, logo após, outras empresas surgiram, como Alias Research, Taarna, Softimage e 
Discreet Logic.
As empresas Lucasfilme, Apple e Pixar foram as responsáveis pelos melhores cases. Disney e Pixar, 
inclusive, criaram um sistema de pintura digital, e, na mesma época, os irmãos Knoll, que trabalhavam no 
setor da Lucasfilme, apresentaram um sistema de pintura digital que hoje é conhecido como Photoshop.
55
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
3 COMPUTAÇÃO GRÁFICA
“A computação gráfica é mágica!” Era o que muitas pessoas que nasceram em outras gerações, 
excluindo as da geração Y, que são nativas e cresceram dentro de um universo digital, afirmavam ao se 
deparar com os primeiros efeitos que a computação gráfica trouxe para o mundo.
 Saiba mais
Um filme lançado em 2014, chamado O Jogo da Imitação, traz o cenário 
da Segunda Guerra Mundial, quando o governo da Inglaterra prepara uma 
equipe com o objetivo de quebrar um código nazista usado para enviar 
mensagens aos submarinos. Para isso, chamam um matemático, chamado 
Alan Turing, que constrói uma máquina para análise da criptografia das 
chaves. O filme é interessante, porque mostra a necessidade de computadores 
que pudessem fazer cálculos rapidamente, o que era um grande problema 
para a época.
O JOGO da imitação. Dir. Morten Tyldum. EUA: Diamonds Films, 2014. 
115 min.
É uma forma de arte misturada com matemática, pois é uma ferramenta não tradicional, 
diferente das muitas técnicas tradicionais, como pintura, escultura, desenho e xilogravuras, uma 
vez que transcende muito estas ferramentas. Artistas que trabalham, por exemplo, com técnicas 
hiper-realistas de desenho podem ter problemas em retratar sombras, radiosidades, caustic; mas, 
com o uso de softwares gráficos, esse trabalho pode ser facilitado, pois o artista pode ter a ideia 
do que pretende executar, com um prévio conhecimento das ferramentas de computação. Ele, 
então, poderádeixar a cargo do software e do desempenho de hardware os devidos cálculos, 
surgindo assim um mundo infinito de possibilidades.
Da mesma forma que a computação gráfica trouxe a abertura de novos mundos a diversos artistas 
digitais, uma questão veio à tona, que foi a definição da ferramenta na criação. Seria esta uma 
ferramenta do artista ou responsável pela obra em si? Pela definição da ISO (International Organization 
for Standardization), órgão internacional que regulamenta, normatiza e padroniza os campos técnicos, 
a definição de computação gráfica é: “um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados 
‘para ou de’ um dispositivo gráfico através do computador” (AZEVEDO; CONCI, 2001). Então, temos uma 
indicação de que é uma ferramenta, que tem por trás um artista responsável pela arte gerada.
Talvez seja melhor notar a relação entre a arte e a computação gráfica 
e simbiótica, uma interagindo com a outra, fazendo com que as duas 
evoluam de forma conjunta. A cada evolução da computação gráfica, 
podem ser abertos novos campos para as artes e vice-versa (AZEVEDO; 
CONCI, 2001, p. 5).
56
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Desde a criação de computador com recursos gráficos, na década de 1950, os avanços não 
pararam. Por volta de 1965, a General Motors, GM, desenvolveu o precursor dos programas CAD 
(Computer-Aided Design), e em curto período de tempo praticamente toda a indústria automobilística 
e aeroespacial já o utilizavam.
Figura 75 – Tela de CAD
A década de 1970 marcou a era em que vários pesquisadores desenvolveram novos algoritmos; 
surgiu a tecnologia dos circuitos integrados, permitindo o barateamento das máquinas e do primeiro 
computador, em 1975, com interface visual, o predecessor do atuais IMacs.
Outros fatores foram importantes para o reconhecimento da computação gráfica como área da 
ciência da computação, como publicação do primeiro livro sobre computação gráfica interativa e criação 
da Siggraph, primeiro congresso da área.
Explorar o universo e ver o que havia fora da fronteira do planeta sempre aguçou pesquisadores 
desde a Antiguidade, e a Scientific American, revista norte-americana, publicou em janeiro de 
1980 uma imagem da primeira erupção vulcânica no espaço, na lua Joviam, tirada pela Voyager 
I. A imagem recebida do telescópio foi processada com técnicas de computação gráfica para 
permitir a visualização da erupção, já que, com as técnicas que manipulam os pixels, trataram as 
imagens para melhorar o contraste e reduzir os ruídos (diminuir as sujeiras, deixando a imagem 
mais nítida e perfeita).
57
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
 Observação
Pixel: pense na técnica de pontilhismo com a caneta mais fina que 
conseguir imaginar; pois bem, o pixel é a menor parte de uma imagem na 
tela de um computador, é um elemento muito pequeno, que veio do termo 
em inglês de Picture Element, ou seja, elemento da imagem.
A década de 1980 trouxe novas técnicas de iluminação global, ray-tracing e radiosidade, que 
conjuntamente ajudaram na geração de imagens mais próximas das reais.
 Observação
Iluminação global (global ilumination), ray tracing e radiosidade, de 
uma maneira simplificada, podem ser entendidos como um conjunto de 
algoritmos usados em computação gráfica 3-D, que calcula através do 
computador. Para facilitar, segue um exemplo na prática. Quando abrimos 
a janela do quarto de nossas casas, com o amanhecer de um dia de sol, 
existem os raios que entram diretamente pela janela aberta, que estão 
incidindo luz bem em cima do chão; imagine um chão vermelho. Nesta 
cena, se você olhar para as paredes e para o teto, você poderá reparar que 
o tom vermelho está refletido nestes.
Na década de 1990, outros filmes se sobressaíram, como Jurassic Park, Toy Story e Exterminador do 
Futuro 2.
Áreas
Podemos dividir a computação gráfica em três grandes subáreas: a síntese de imagens, o 
processamento de imagens e a análise de imagens.
Síntese de imagem, [...] considera a criação sintética das imagens, ou seja, 
as representações visuais de objetos criados pelo computador a partir das 
especificações geométricas e visuais de seus componentes. Pode também 
ser descrita como visualização científica ou computacional, principalmente 
quando se preocupa com a representação gráfica da informação, de forma a 
facilitar o entendimento de conjuntos de dados de alta complexidade, como, 
por exemplo, os dados de dinâmica dos fluidos, ou simulações espaciais. 
O processamento de imagens considera o processamento das imagens na 
forma digital e suas transformações, por exemplo, para melhorar ou realçar 
suas características visuais. A análise de imagens considera as imagens 
digitais e as analisa para obtenção de características desejadas, como, por 
58
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
exemplo, a especificação dos componentes de uma imagem a partir de sua 
representação visual (AZEVEDO; CONCI, 2001, p. 5).
3.1 Mercado
Muitas pessoas nem imaginam o quanto a computação gráfica está inserida em nosso dia a dia, pois 
tudo o que pode ser imaginado poderá ser realizado. Traz muitas oportunidades a designers, artistas 
gráficos, programadores, animadores, modeladores, entre outros muitos profissionais.
O SDK, Software Development Kit, é um kit de desenvolvimento de aplicativos, uma das ferramentas 
que impulsionam o desenvolvimento de novas aplicações atualmente. Poucos anos atrás, esta ferramenta 
estava condicionada apenas à utilização em jogos. Esta ferramenta é muito útil nas construções em 3-D, 
pois simula fenômenos físicos, facilita a criação de cenários, entre outros infinitos recursos.
No quadro a seguir, veja uma breve relação de diversos segmentos com a computação gráfica.
Quadro 1 – Áreas 3-D
Arte Efeitos especiais, modelagens criativas, esculturas e pinturas
.Medicina Exames, diagnósticos, estudo, planejamento de procedimentos
Arquitetura Perspectivas, projetos de interiores e paisagismo
Engenharia Em todas as áreas (mecânica, civil, aeronáutica etc.)
Geografia Cartografia, GIS, georreferenciamento, previsão de colheitas
Meteorologia Previsão do tempo, reconhecimento de poluição
Astronomia Tratamento de imagens, modelagem de superfícies
Marketing Efeitos especiais, tratamento de imagens, projetos de criação
Segurança Pública Definição de estratégias, treinamento, reconhecimento
Indústria Treinamento, controle de qualidade, projetos
Turismo Visitas virtuais, mapas, divulgação e reservas
Moda Padronagens, estamparias, criação, modelagens, gradeamentos
Lazer Jogos, efeitos em filmes, desenhos animados, propaganda
Processamento de Dados Interface, projeto de sistemas, mineração de dados
Psicologia Terapias de fobia e dor, reabilitação
Educação Aprendizado, desenvolvimento motor, reabilitação
Fonte: Azevedo; Conci (2003, p. 9).
Nesta lista, pode-se observar que a área é bastante ampla e bastante empregada em vários ramos. 
Destacaremos alguns a seguir.
59
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
3.1.1 Engenharia
Como citado anteriormente, o sistema CAD se faz muito presente na vida de quem trabalha com 
Engenharia. Mas, para entender melhor o conceito da palavra CAD, é importante ressaltar que a 
nomenclatura é oriunda da língua inglesa (SOUZA; ULBRICH, 2009, p. 36):
• CAD (Computer-Aided Design/Drafting): software para auxílio ao projeto, para desenho, modelismo 
e design industrial de produtos.
• CAM (Computer-Aided Manufacturing): software para auxílio às atividades de fabricação.
• CAE (Computer-Aided Engineering): software para auxílio à simulação de solicitações mecânicas, 
força, temperatura, pressão etc.
• CAI (Computer-Aided Inspection): software para auxílio à inspeção de formas geométricas.
• CAPP (Computer-AidedPlanning): software para auxílio ao planejamento dos processos de fabricação.
As aplicações do CAD aliam o desenvolvimento de produtos (desenho industrial) e o projeto, 
com o objetivo de auxiliar a modelagem de peças através do computador, sendo atualmente 
muito útil e disponível no mercado sob vários títulos de softwares diferentes, entre os sistemas 
2-D e 3-D.
Souza e Ulbrich (2009 p. 41) mostram um diagrama da simulação de produtos e processos 
computadorizados envolvendo os processos CAD.
Análise de engenharia
Simulação
Simulação de 
processos
Simulação de 
produtos
• Processos de usinagem. Resistência de ferramenta
• Processo de estampagem de chapas
• Processo de fundição
• Processo de injeção
• Resistência mecânica de um produto
• Comportamento mecânico de um componente
• Vida útil de um produto
Figura 76 – Simulação de produtos e processos
Os sistemas CAE são necessários para simular aplicações reais, ajudando no processo do projeto. 
Estas simulações verificam a resistência dos materiais antes mesmo de serem confeccionados. 
Exemplificando o que está sendo explanado agora, seria pensar em um mouse de computador 
60
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
que precisa ser fabricado. Esta peça tem espessura de 2 milímetros e utiliza polipropileno, que é 
um tipo de plástico. Este software faz simulações para identificar qual temperatura aquela peça 
aguenta, qual força seria necessária para quebrar e qual ponto está mais suscetível a ruptura. 
Toda simulação é feita via software, então, antigamente, sem esta tecnologia, a simulação não 
existia, e muito dinheiro era desperdiçado.
Sistema CAD 3-D
Desenvolvimento de produtos 
(design geométrico)
Desenvolvimento 
de projetos
Formas geométricas 
complexas
Formas geométricas 
com baixa 
complexidade
Projeto de 
ferramentas, moldes, 
matrizes
Projeto de 
elementos de 
máquinas
Figura 77 – Simulação de produtos e processos
A próxima figura ilustra a malha de elementos calculada na geometria de um mouse para 
computadores. Então, temos o software CAD para executar e desenhar o projeto do mouse e, após 
isso, é realizada a simulação, depois de especificados os requisitos do projeto, como espessuras, tipo 
de material etc. Repare também nos riscos nas peças: esta é a malha do produto, ou seja, uma boa 
qualidade da malha serve como base de cálculo de solicitações realizadas no CAE.
Figura 78 – Simulação de produtos e processos
Falhas podem existir em casos de problemas na construção.
61
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
(a): Produto CAD (b): Malha. Planos não orientados
(c): Problema com a malha. Triângulos não 
equiláteros, malha aberta.
Figura 79 – Elemento com problemas
Os resultados foram apresentados na ilustração. Na simulação de injeção de um produto plástico, 
houve simulação da temperatura, do tempo de injeção e da pressão.
62
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
(a): Temperatura (b): Tempo de ciclo
(c): Pressão de injeção
Figura 80 – Produto simulado
Então, para ser realizado, um projeto de CAD deve vir do desenho técnico, que basicamente é um 
desenho 2-D que simula, através das vistas ortogonais, as vistas de frente, de lado, de cima e demais 
vistas que auxiliem qualquer pessoa que queira saber os detalhes dos projetos.
63
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 81 – Desenho técnico de uma peça plástica
Para melhor entendimento de como o desenho técnico é feito, as ilustrações a seguir mostram as 
peças sendo vistas em posições ortogonais, fazendo as projeções em planos diferentes.
Figura 82 – Vistas diferentes
64
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 83 – Projeção ortogonal
Exemplo:
Vista 
auxiliar 
parcial
Vista 
superior 
parcial
Figura 84 – Projeção ortogonal
Nas próximas figuras, pode-se ver como o desenho 2-D foi construído para o 3-D, mostrando 
detalhamento da construção.
65
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 85 – Jarro 2-D
Árvore de construção topológica
Comando para 
gerar o Fillet
Figura 86 – Jarro no software 3-D
66
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Após o CAD, o desenho técnico e o CAE, temos um exemplo de componente que foi fabricado:
Figura 87 – Componente aeronáutico
Muito da complexidade do projeto está em sua forma; muitas vezes, o produto tem formas complexas, 
mas é simples, como demonstrado na Figura 88 b, e, outras vezes, o produto é complexo, e as formas, 
simples, como na Figura 88 a.
(a): Produto complexo
Formas simples
(b): Produto simples
Formas complexas
Figura 88 – Peças complexa e simples
A seguir, um carrinho de brinquedo em 3-D, com detalhes e, logo em seguida, o carrinho já fabricado.
67
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Ressalto
Rebaixo
Friso
Figura 89 – Carrinho 3-D
Figura 90 – Carrinho fabricado
Uma descrição cronológica foi apresentada por Souza e Ulbrich (2009), mostrando um breve histórico 
da tecnologia CAD.
Quadro 2 – Breve história do CAD
Desenvolvimento inicial - Representação geométrica
1957 P. J. Hanratty desenvolve o software CAD PRONTO
1960’s Ivan Sutherland desenvolve o Sketchpat no MIT
1972 Pierre Bézier. Representação de curvas e superfícies complexas
1970’s Modeladores sólidos Constructive Solid Geometry (CSG)
1970’s Modeladores sólidos Boundary Representation (B-Rep)
1977 Modeladores de superfície Duct Delcan International plm
68
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Sistemas CAD comerciais. Aplicação na indústria - Início da integração CAx
1980’s Era dos CAD 3-D
1980’s Interface de comunicação IGES
1980’s SDRC lança o software IDEAS
1980’s Dassault e IBM lançam o CATIA
1981 Uni-Solid (unicraphics): CSG Modelador sólido
1982 Romulus (Shape Data): primeiro B-Rep Modelador Sólido
1983 Intergraph: modelador de superfícies 3-D
1985 Euclid (Matra Datavision): lança o software híbrido B-Rep/CSG
1988 Parametric Technology Corporation (PTC) lança o Pro/ENGINEER
Consolidação dos sistemas CAD/CAx. Plataforma Windows-PC
1990’s ACIS e ParaSolid ofertam kernel com biblioteca para o desenvolvimento de módulos individuais de software, para customização ou desenvolvimento de sistemas modeladores de sólidos
1992 TopSolid (Missler Software)
1995 SolidWorks 95 (Dassault)
1996 SolidEdge (Intergraph). Mechanical Desktop (Autodesk)
1998 Software DUCT: modelador de superfícies é substituído por sistemas
Evolução dos sistemas CAx
Anos 2000
Modelagem por features
Modeladores de sólidos com recursos para trabalho de superfícies
Modeladores de superfícies com recursos para trabalho com sólidos
Modelamento híbrido real
Evolução da interface homem-máquina
Integração com sistemas de gestão
Fonte: Souza; Ulbrich (2009, p. 1.173).
3.1.2 Medicina
O sistema tradicional de ensino contido nos livros de qualquer disciplina envolvendo as ciências 
biológicas era o desenho esquemático do funcionamento de algo bem minúsculo, como as células de 
partes de órgãos dentro do corpo humano. Mas, aos poucos, as cartilhas antigas das escolas estão sendo 
substituídas por imagens 3-D. Na imagem a seguir, uma empresa chamada Biosfera vende um material 
na internet, contendo ossos, músculos, órgãos, sistema vascular etc. Tudo pronto e interativo, para que 
cada pessoa consiga olhar por dentro, ver o outro lado, girar e rotacionar.
 Saiba mais
Para conhecer uma breve história do CAD, acesse:
INTRODUCAO-A-ANATOMIA-HUMANA-3-D.Disponível em: <http://biosphera.
org/br/produto/introducao-a-anatomia-humana-3-D/>. Acesso em: 3 set. 2015.
69
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Imagine que, no futuro, uma pessoa que necessite de um órgão, pois o seu não está funcionando 
corretamente, possa fazer o pedido para uma empresa fabricá-lo. Apesar de parecer cena de ficção 
científica, este futuro não está tão distante quanto parece. Hoje em dia, a tecnologia de impressão 3-D 
já é uma realidade, faltando poucos passos para a fabricação de partes do corpo humano.
No Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Biofabricação, da Unicamp, existe um projeto de 
fabricação de próteses de titânio em impressoras 3-D que promete revolucionar as cirurgias no crânio e 
na face. Apesar de ainda engatinhar, o projeto quer revolucionar o meio aqui no País, mas a maior parte 
do material disponível ainda vem de fora, com custos elevados e muita espera.
Esse tipo de prótese necessita de um escaneamento, ou seja, de uma digitalização dos dados do 
paciente, fazendo a reconstrução deste osso em 3-D, porém atualmente o processo ainda é manual, e, 
no momento da cirurgia, o médico molda a peça conforme o paciente.
A tecnologia 3-D fica perfeita, com encaixe extremamente correto, e a recuperação acaba sendo 
muito mais rápida, pois é utilizado titânio para não causar rejeição.
A impressora 3-D foi criada na década de 1980, e seu uso era voltado à indústria automobilística, 
para rapidamente produzir protótipos, e assim ganharem rapidez nos testes.
O mercado da medicina tem investido bastante para que esta tecnologia logo esteja disponível, 
apesar de a tecnologia hoje ter características simples, pois uma impressora caseira, em vez de utilizar 
tinta, utiliza um fio de plástico que derrete e, assim, uma cabeça móvel vai aos poucos injetando este 
material, camada por camada.
O órgão que regulamenta estas questões nos Estados Unidos é a NIH, o Instituto Nacional de Saúde 
dos Estados Unidos, que lançou um site somente para compartilhar arquivos de impressões 3-D.
Figura 91 – Simulação dos órgãos humanos impressos em 3-D
70
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
3.1.3 Games
Na história do desenvolvimento de jogos, os primeiros games foram desenvolvidos em departamentos 
de pesquisa de universidades, laboratórios, setores do Exército e setores de produtos de defesa.
Nas bases militares, games eletromecânicos eram fornecidos aos recrutas para distraí-los dos rigores 
do treinamento básico. Enquanto isso, alguns estudantes, programadores, professores e pesquisadores 
de instituições acadêmicas e governamentais, insones e com excesso de trabalho, transformavam 
seus computadores mainFrame em máquinas de jogos, como uma maneira de relaxar de suas tarefas 
tradicionais de pesquisa, como a execução de cálculos matemáticos complexos para pesquisas (NOVAK, 
2011, p. 4).
A partir da década de 1950, dois segmentos do setor de games eletrônicos se desenvolveram. Marty 
Bromley, que tomava conta das salas de games em bases militares, fundou a Sega, uma abreviação de 
Service Games (Jogos de Serviços), com este segmento se transformando em máquinas operadas por 
moedas. A atual indústria de games é oriunda do avanço da tecnologia dos fliperamas.
Professores e alunos em universidades foram os responsáveis pelo start de outro segmento, o de 
jogos para computadores, para que conseguissem aprimorar suas habilidades de programação e como 
forma de “desestressar” nas horas de pausa de suas atividades e dissertações.
O primeiro contato do público com os games eletrônicos foi em lugares como as casas de fliperama, 
que ficavam em pequenos parques de diversões e tinham crianças e adolescentes como grandes 
frequentadores. Antes dos video games, os games mais populares eram os pinballs eletromecânicos.
Em 1952, surgiu o primeiro video game do jeito que conhecemos hoje em dia, com gráficos digitais 
exibidos em um monitor de tubo de raios catódicos. OXO Noughts and Crosses foi criado por Alexander 
S. Douglas como parte de sua tese de doutorado. OXO tem sua base de jogabilidade no jogo da velha. 
Para padrões atuais de diversão, o jogo era feito para se jogar contra o computador, e este fator pode 
ser apontado, para época, o mais incrível na interação entre homem e máquina. Ele não se popularizou, 
porque só funcionava no computador em que foi criado, o EDSAC.
Figura 92 – Jogo OXO Figura 93 – Jogo OXO
71
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Tennis for Two foi criado em 1958, com o intuito de entreter e chamar a atenção de pessoas que 
gostariam de visitar o laboratório, pessoas que eram atraídas por quererem saber o que se fazia nos 
laboratórios; foi assim que nasceu este jogo. Logo se formavam enormes filas, com centenas de pessoas 
querendo adquiri-lo. Mesmo com este sucesso, o cientista William Higinbotham não patenteou sua 
ideia, por acreditar que não teria a menor importância. Ele faleceu em 1994 sem ganhar nem um 
centavo por sua invenção.
Figura 94 – Tela do jogo Tennis for Two
Na figura anterior, pode-se observar que o ponto verde seria a bolinha do jogo de tênis, que ia de 
um lado para o outro, passando por cima do risco no meio, que era a representação da rede, simulando 
uma partida vista de lado.
Para rebater a bolinha, os jogadores apertavam o joystick confeccionado para a época, que pode ser 
visto na imagem a seguir. Apertavam um botão e giravam outro para definir o ângulo em que a bolinha 
seria rebatida.
Figura 95 – Joystick do Tennis for Two
Os jogos OXO e Tennis for Two são importantes para a história dos video games, pois OXO foi o 
primeiro com interface gráfica, e Tennis for Two, o primeiro que continha animação, mas nenhum 
conseguiu se popularizar, pois estes estavam somente nos computadores em que foram criados.
72
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Em 1962, três estudantes do MIT – Massachusetts Institute of Technology – criaram um jogo 
chamado de Spacewar, que consistia em duas aeronaves controladas por dois jogadores diferentes. 
No meio delas, havia uma estrela com força gravitacional para atrapalhar. Este jogo fez muito sucesso, 
e a empresa que criou o minicomputador resolveu distribuir os jogos nos computadores instalado de 
fábrica, saindo e quebrando os muros dos laboratórios ou do poder militar, para as casas. 
Figura 96 – Jogo OXO
Aproximadamente quatro anos após o Spacewar, o designer Russell traz novamente aos palcos 
do MIT um computador modelo DEC PDP-1, que tinha memória de 4 Kbytes, processador de 18 bits, 
utilizava cartões perfurados, uma caneta ótica e um monitor, que custavam US$ 120 mil. Esse era o 
Computer Space. A ideia foi vendida para a Nutting Associates.
Em 1972, a Magnavox cria o Odyssey 100, primeiro console doméstico, que, em pouco mais de 
6 meses, vendeu 100 mil unidades, tornando-se um sucesso. Vinha com 4 jogos de fábrica e ainda 
outros 12 que poderiam ser comprados em “cartuchos”, que, na verdade, eram placas do aparelho que 
alteravam a forma como a corrente elétrica passava pela sua placa.
Figura 97 – Console Magnavox
73
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
O primeiro acessório era uma arma chamada de light gun, que tornava a diversão maior.
Figura 98 – Arma light gun
No entanto, a empresa pecou pela falta de jogos e pelos gráficos ruins. Um dos jogos mais importantes 
era o de tênis, como pode ser visto na imagem a seguir. Como o console não possuía microprocessadores, 
tinha baixo poder de processamento e nem conseguia marcar o score (os pontos dos jogos).
Figura 99 – Jogo de tênis
74
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/201
6
Unidade I
Para dar maior interatividade, no plano de fundo, por exemplo, vinha uma espécie de papel-filme, ou 
algo como um filtro que seria aplicado à TV, algo impresso como um cenário, para simular ou dar cores 
aos jogos, como pode ser observado na figura:
Figura 100 – filtros Odyssey
Uma jogada de marketing também teria contribuído para o insucesso do console. Houve rumores de 
que o console só funcionaria com aparelhos de TV da marca Magnavox, pois era um jeito de se pensar 
em uma venda casada, uma venda para aumentar a quantidade de TVs vendidas da marca.
Atari
Bushnell deixou a Nutting para fundar a empresa Atari, que é de origem japonesa, e o nome significa 
algo como “atacar”. Mas a verdadeira origem e tradução da palavra se dá ao jogo de tabuleiro GO, e 
significa algo como o “xeque” do jogo de xadrez.
Figura 101 – Logotipo Atari
Após 1976, a empresa começou a investir mais em consoles do que em fliperamas. O primeiro jogo 
da Atari foi o Pong. O controlador era um disco giratório cujo objetivo era atingir a bola, que era na 
verdade um quadrado. Com clara inspiração no jogo de tênis da concorrente Magnavox, o Pong foi um 
sucesso. Mas a empresa que fabricava o Odyssey entrou com um processo contra a Atari por causa disso.
75
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 102 – Pong
 Saiba mais
Entre no site a seguir e desfrute a jogabilidade do Pong. Para os padrões 
atuais de jogo, a jogabilidade e a qualidade dos gráficos são totalmente 
ridículas; porém, para as milhões de crianças das décadas de 1970 e 1980, 
aquilo era diversão garantida por muitas horas.
<http://www.ponggame.org>.
No ano de 1977, a empresa lançou o Atari VCS 2600, que de longe foi o console que deu maior 
projeção à empresa. Apesar de o primeiro console aceitar o sistema de cartuchos da Fairchild Camera 
and Instrument, foi o Atari 2600 que ganhou mercado. Centenas de empresas produziram os jogos, 
entre elas Sega, Nintendo e Activision.
Figura 103 – Atari
76
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
A empresa japonesa Taito resolveu pôr no mercado um arcade do jogo Space Invaders, que não 
tinha sido muito bem-aceito no começo, mas, quando o público japonês percebeu o potencial, chegou a 
causar furor, obrigando a Casa da Moeda japonesa a fabricar lotes extras de moedas de 100 ienes, preço 
da jogada nos fliperamas.
Figura 104 – Space Invaders
Este jogo foi o primeiro com personagens animados e trouxe um conceito importado dos pinballs 
digitais, que era a gravação dos recordes, ou seja, a maior pontuação de um dia ficava estampada na tela 
junto ao nome do jogador, instigando outros desafiantes a quebrar seu recorde.
Outro jogo, que foi o arcade mais conhecido de todos os tempos, foi o Pacman, da Nanco, de 1980, 
com apelo para as mulheres jogadoras. Na história do game, o criador Toru Iwatani foi almoçar e pediu 
pizza. Assim que tirou o primeiro pedaço, ele visualizou o Pacman.
Figura 105 – Pacman
77
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Jogo de arcade que fez muito sucesso também foi o Donkey Kong, que é sobre um gorila que rapta 
a namorada do personagem Mário. Este jogo foi o “abre-alas” para o mercado americano aos jogos 
japoneses da Nintendo.
Figura 106 – Donkey Kong arcade
Figura 107 – Tela Donkey Kong
78
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
O setor de fliperama nos Estados Unidos atingiu seu pico em 1981, com receitas em torno de 
5 bilhões de dólares e mais de 75 mil horas gastas jogando.
Outro jogo com muitas batalhas judiciais foi o Tetris, o famoso jogo de encaixar, criado por russos, 
que não teve sua patente criada e foi alvo de disputa entre várias empresas.
Figura 108 – Tela Tetris
O NES da Nintendo, lançado em meados de 1985, logo fez sucesso com muitos diferenciais, como a 
importância das trilhas sonoras que vinham em 1 chip embutido em seus cartuchos. São jogos atraentes, 
que podem ser considerados clássicos até hoje. Inclusive, existem versões desses mesmos jogos para os 
consoles mais atuais, como é o caso de Castlevania e de Metal Gear.
Figura 109 – Metal Gear
79
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 110 – Famicon, Nintendo 8 bits Figura 111 – Master System, Sega
Nas figuras anteriores, pode-se notar a evolução dos consoles, com o Famicon, da Nintendo, e o 
Master System, da Sega. Eram consoles de 8 bits de processamento que, mesmo evoluindo do Atari, 
apresentavam ainda pouca qualidade de processamento gráfico, possuindo apenas cerca de 52 cores, 
trazendo para casa jogos similares aos arcades da época.
A partir dos anos 1990, consoles de 16 bits, com o dobro do processamento do anterior de 8 bits, 
chegaram ao mercado, com o Mega Drive, da Sega, e o Super Famicon, da Nintendo. No jogo demonstrado 
na figura a seguir, o Altered Beast, já se pode ver um rosto com suas expressões (LUZ, 2009).
Figura 112 – Altered Beast, da Sega, para Mega Drive
80
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Apesar da evolução gráfica, os jogos continuavam a ser 2-D, ou seja, tinha movimento restrito para 
cima, para baixo e para os lados. Mas já havia profundidade.
Figura 113 – Console Mega Drive 16 bits
A concorrência entre as grandes empresas era grande. De um lado, as mascotes Sonic, da Sega, e 
Mario, da Nintendo, procuravam atrair mais os consumidores.
Figura 114 – Sonic, da Sega
81
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 115 – Mario, da Nintendo
Processadores de 32 bits foram desenvolvidos. A Sega Saturn utilizava CD-ROMs, a Nintendo 64 
utilizava fitas e a Sony entrava no mercado de games, sem alarde, e criava o Playstation. Para este 
padrão de bits, já era possível criar, enfim, jogos tridimensionais, em que o personagem poderia se 
movimentar para qualquer lado, buscando inclusive a profundidade, o que até então era impossível.
Na figura a seguir, vê-se o jogo Virtua Fighter, com total sensação de tridimensionalidade, porém 
menos trabalhado em detalhes e ornamentos: pode-se notar que braços e cabeças eram facetados, 
devido à limitação do hardware.
Figura 116 – Virtua Fighter
82
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 117 – Playstation, da Sony
Figura 118 – Mario, Nintendo 64
83
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Vieram ainda alguns portáteis, que começaram com o Gameboy, da Nintendo, passando para os 
atuais Nintendo Dsi e PSP, da Sony, como podem ser vistos na imagem seguinte.
Figura 119 – DSI e PSP
Segundo Azevedo e Conci (2001), os jogos podem ser agrupados assim:
Quadro 3
Gênero Descrição Mecânica Qualidades Exemplos
Esportes
Jogos que 
representam os 
esportes “reais”. 
Coletivos ou 
individuais.
Podem tanto simular 
pelo lado do atleta 
praticando o esporte 
quanto pelo lado do 
técnico gerenciando 
sua equipe.
Espera-se a completa 
reprodução das regras 
e das principais
peculiaridades do 
esporte.
Fifa 2002
Luta
Jogos para dois 
jogadares em que 
cada um controla 
um personagem que 
usa uma combinação 
de movimentos e 
manobras para 
ataque e defesa 
contra o oponente.
Jogos geralmente de 
perspectiva lateral 
e de curta duração. 
Com ampla variedade 
de personagens e 
manobras.
Têm um conjunto 
básico de ataques, 
defesas e contra-
ataques de rápida 
aprendizagem, e um 
grupo de manobras 
e combinações mais 
complexas que 
exigem mais prática.
Tekken3
Casuais
Adaptações dos 
jogos tradicionais,como xadrez, gamão 
e paciência. Inclui 
também jogos dos 
shows de TV.
Jogos de interface 
simples, geralmente 
com uma baixa curva 
de aprendizagem.
Jogadores esperam 
que as regras sejam 
exatamente as 
mesmas dos jogos em 
suas versões “reais”.
Chess I Show 
do Milhão
God games
Também chamados 
de software toys, 
jogos que não 
possuem um real 
objetivo além do 
passatempo.
Geralmente não há 
critérios de vitória e 
derrota, ou de erros e 
acertos.
Como um 
brinquedo simples, 
espera-se apenas e 
simplesmente que 
seja “divertido”.
The Sims
84
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Educacionais
Jogos cujo objetivo é 
ensinar enquanto se 
diverte jogando.
Geralmente voltados 
para o público 
infantil, utilizam uma 
estrutura semelhante 
à de desenhos 
animados.
O conteúdo deve ser 
muito bem-elaborado 
em conjunto com 
especialistas, para 
que realmente atinja 
o objetivo de ensinar 
brincando.
Coelho Sabido
Puzzle
Jogos puramente 
voltados para o 
desafio intelectual 
na solução de 
problemas.
Esse gênero é de 
jogos de enigmas 
e problemas 
propriamente ditos, 
sem nenhum contexto 
de história, cenário 
ou outro objetivo 
além da solução dos 
problemas.
Problemas de lógica, 
de matemática ou 
mesmo enigmas 
filosóficos são 
apreciados.
The lncredible 
Machine
Online/Massive 
multiplayer
Jogos que podem 
ser de qualquer 
gênero anterior,com 
a diferença de ser 
jogado na internet.
Comunidades inteiras 
estão surgindo em 
torno desses jogos, 
que são desenvolvidos 
com o objetivo 
de favorecer o 
surgimento dessas 
comunidades.
Um gênero novo 
e com diversas 
características 
de jogabilidade 
ainda em fase de 
transformação.
Everquest
Em meados dos anos 2000, a guerra entre as maiores empresas de consoles ficou acirrada com o 
lançamento do Playstation 2, pela Sony (que se tornou o console mais vendido da história, com mais de 100 
milhões de unidades comercializadas até 2006), do GameCube, da Nintendo, e do Xbox, da Microsoft.
Figura 120 – Playstation 2, da Sony
85
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 121 – Jogo Gran Turismo 4
Figura 122 – Playstation 2, GameCube e Xbox
Existem ainda os jogos para celulares, que hoje em dia são febre e, com a capacidade de processamento 
cada vez maior, têm muito espaço entre jovens.
Figura 123 – Jogos de celular
86
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
 Lembrete
Uma área muito interessante e em crescente evolução é a área de 
games para celulares. Muitas empresas foram abertas no Brasil, incluindo 
muitas startups.
Para quem se interessa pelo assunto, existem muitos cursos de produção 
de games, programação e design de jogos.
 Saiba mais
Nesta reportagem, a notícia é sobre o faturamento da empresa King, 
a desenvolvedora do jogo Candy Crush. Em meados de junho de 2014, a 
empresa faturou 641 milhões de dólares em apenas 3 meses com apenas 
um jogo.
FONSECA, L. Candy Crush lucrou mais que todos os games da Nintendo 
no último trimestre. Tecmundo, 2 jun. 2014. Disponível em: <http://www.
tecmundo.com.br/video-game-e-jogos/56363-candy-crush-lucrou-
games-nintendo-ultimo-trimestre.htm>. Acesso em: 25 nov. 2015.
Figura 124 – Candy Crush
No jogo Gran Turismo 4, já se pode notar o nível de detalhamento e cores, passando certa impressão 
de total realismo, marca alcançada em gerações de consoles de anos depois. Os gráficos são como os de 
um supercomputador, alcançando fotorrealismo animado vetorial em tempo real. Repare nas sombras, 
na modelagem do carro, na textura das paredes, nas árvores. Tudo passa pelo 3-D.
87
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 125 – Xbox 360, Playstation 3 e Wii
A sétima geração de consoles são os líderes de mercado: Xbox 360, Playstation 3 e Wii. Já existem 
também os consoles de oitava geração, o Playstation 4 e o Xbox One. O Wii, embora tenha evoluído, 
perdeu terreno, pois tem sua jogabilidade um pouco comprometida, uma vez que necessita de jogos que 
tenham interação via controle nunchuk.
Veja no quadro elaborado por Luz (2009) o funcionamento das gerações nos consoles.
 Saiba mais
Em NOVAK, J. Desenvolvimento de games. 2. ed. São Paulo: Cengage, 
2011. p.35 é possível observar uma tabela sobre as gerações dos jogos.
4 TRABALHANDO EM 3-D
A composição gráfica em 3-D inclui muitos processos complexos, que podem ocupar várias horas 
de trabalho. Quando você estiver com um projeto grande em mãos, fazendo um filme ou construindo 
uma casa, faça um planejamento de composição em que as etapas possam resolver a complexidade do 
projeto. Isso é extremamente importante nos projetos em 3-D. Aqui, vamos inicialmente conhecer as 
fases de um projeto gráfico em 3-D e como ele pode ser conduzido de maneira harmônica do ponto de 
vista artístico e o mais preciso, matematicamente falando.
4.1 Pré-produção
A palavra produção significa o ato de produzir algo. O mundo profissional da computação 
gráfica (CG) usa esse termo da mesma maneira que é usado no setor audiovisual e no cinema. Em 
cinema, produção inclui os elementos usados no todo do filme. Em CG, significa a criação de um 
material que intencionalmente será utilizado em um produto final, como filme, jogo, simulação 
ou ilustração.
88
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Pré-produção é o planejamento e a etapa de estruturação visual que devem acontecer antes da 
produção propriamente dita. Em um projeto acadêmico ou artístico pessoal, isso significa pesquisa e 
design. Por exemplo, se você deseja produzir um personagem, humano ou não, esse personagem deve 
primeiro ser desenhado no papel, antes de ser criado no computador. Se você pretende animar uma 
história, então a sua narrativa deve ser escrita antes de a produção começar.
Em um ambiente profissional, onde o que manda é o dinheiro, é mais importante que a pré-produção 
seja necessariamente levada em consideração. Precisamos captar recursos, pessoas devem ser 
contratadas, prazos e orçamentos devem ser criados detalhadamente. Mas se o projeto for um filme de 
sucesso ou o aprimoramento de um game, o sucesso do projeto estará diretamente relacionado com 
uma pré-produção. Um projeto bem-estruturado resulta em uma produção que acontece sem grandes 
problemas. Geralmente, mais tempo é dedicado ao planejamento, enquanto menos tempo e dinheiro 
são gastos na produção.
4.2 Materiais de referência
Para ajudar com a modelagem de personagens, objetos e ambientes, o artista procura diferentes 
referências de recursos em bibliotecas, livrarias, na internet, em filmes e no mundo real, criando uma 
apresentação de algo que requer um completo entendimento do significado do que produz. Então, 
se um personagem é um elefante, visitar um zoológico é imprescindível. Observando, desenhando e 
fazendo fotos, bem como fazendo filmes dos animais, o artista terá algo para trabalhar em cima. Sem 
um estudo adequado sobre materiais de referência, é pouco provável que algo convincente seja criado. 
Não importa quanta habilidade o artista tenha com o computador, se ele não tem uma ideia sólida do 
que está fazendo.
4.3 Cenas
A composição gráfica de uma cena deve ter o mesmo objetivo nos filmes comuns: reunir 
um conjunto de elementos que combinem uma ilusão visual. Claro que, na computação gráfica, 
os objetos não são reais, mas somente representações matemáticas da realidade. Os objetos da 
CG são referenciados como virtuais, para que possamos distingui-los do mundo real. Em uma 
cena de CG, nós normalmente encontramos muitos elementos virtuais, mas apenas alguns 
possuem movimento. A cena também define como aqueles elementos serão vistos, com base nas 
propriedades de suas superfícies, luzes virtuais,posicionamento de câmera etc.
Algumas vezes, chamamos as cenas de “projetos”, por vezes gerando uma pequena confusão. 
Geralmente a nomenclatura é usada para produzir tanto filmes como video games. A maioria 
dos projetos gráficos computadorizados usa cenas 3-D durante o processo de criação da 
produção final.
O 3Ds Max armazena quase todas as informações de uma cena em um único arquivo. A extensão de 
um arquivo produzido por ele é “.MAX”. Nele são encapsuladas informações importantes, exceto imagens 
2-D. Elas são gravadas em arquivos separados. Mas atenção: sempre que você precisar ler um arquivo 
numa versão anterior do Max, exporte-o para a extensão “.3DS”.
89
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
4.4 Modelando
Os objetos/peças de um programa gráfico 3-D são representações de objetos do mundo real, estes 
últimos genericamente chamados de modelos ou models. Esses modelos são frequentemente apontados 
como geometrias ou geometry. A arte de fazer objetos 3-D em um computador é chamada de modelagem 
ou modeling.
Existem várias técnicas de modelagem de objetos. É comum existir mais de uma solução para 
desafios encontrados durante a modelagem, quando certas técnicas são mais práticas para certos tipos 
de objetos. Durante as aulas, vamos conhecer técnicas das mais comuns às não muito conhecidas por 
muitos. Para os alunos de animação, é preciso que tenham tido pelo menos um primeiro contato básico 
com o 3D Max.
Dica importante deste tópico: a modelagem começa com análise e imaginação. Antes de transformar 
o seu modelo/model em object/peça, olhe-o de perto no mundo real. Estude imagens de livros ou da 
internet. Imagine o que o modelo parece ou lembra. Desenhe um esboço do modelo para que você possa 
se familiarizar com a estrutura dele. Os cantos são retos ou arredondados? Como fica se o separar em 
partes? Essas questões vão ajudar você a proceder na hora de modelá-lo.
4.5 Materiais e maps
Modelos geométricos definem as faces, os contornos e o volume das peças, mas precisamos definir as 
propriedades de suas superfícies. Aspectos visuais como cor, brilho e baixo-relevo são incrementados com 
o uso de materiais. Os materiais são a “pintura”, ou o “papel de parede”, aplicada aos objetos da cena. Há 
outras propriedades que, determinadas por materiais, abrangem textura, transparência e reflexão.
Materiais podem ser elaborados de diversas maneiras. Um método comum é aplicar sobre um 
objeto uma imagem escaneada ou desenhada. Uma imagem aplicada dessa maneira sobre um objeto é 
chamada de mapa ou map.
Materiais e mapeamento constituem uma parte importante de criação e efeito visual. Alguns 
problemas encontrados em pequenos detalhes podem ser “resolvidos” por materiais. A criação e 
edição de mapas, em particular, é uma importante parte do 3-D CG, podendo ser seguida como 
carreira por profissionais.
4.6 Luzes e câmera
A iluminação e a aplicação de materiais são imprescindíveis para dar harmonia e transmitir nossa 
intenção estética. Sendo ou não sua meta reproduzir fotorrealismo, iluminação é fundamental na 
produção gráfica. Mesmo a mais perfeita modelagem poderá parecer pouco interessante se você não 
fizer uma boa utilização das luzes.
Embora as ferramentas para aplicar iluminação nos programas de CG funcionem diferentemente 
da iluminação do mundo real, podemos e devemos aplicar os princípios artísticos de iluminação 
90
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
desenvolvidos durante séculos. As artes visuais de pintura, teatro, fotografia e cinema contam com a 
iluminação na hora de transmitir emoção. Um filme de terror tem uma ambientação um pouco mais 
escura, em contraste com a iluminação, enquanto, na comédia, encontramos mais brilho e cores.
No caso de uma produção que não possui elementos interativos, como um filme ou uma revista, 
decide-se o ponto de vista da audiência através das lentes das câmeras. As câmeras virtuais funcionam 
muito melhor do que as câmeras do mundo real. O enquadramento define exatamente o que o público 
deve ver ou não. O cinegrafista está estrategicamente posicionando e movendo os olhos do espectador.
Assim como a iluminação, a manipulação da câmera é uma ferramenta muito poderosa para criar 
uma reação emocional no público. Um super close no rosto de um personagem pode passar um enorme 
impacto emocional numa cena panorâmica. Por vezes, o enquadramento panorâmico de uma paisagem 
pode captar a beleza da vista que um close não captaria.
Efetivamente, o uso de câmeras também constitui um ponto fundamental em uma produção de 
CG 3-D. Com frequência, a perspectiva da câmera deve ser um dos detalhes mais trabalhados em um 
projeto. Se uma câmera não consegue captá-la, então, o público também não conseguirá. Nada que 
esteja fora do enquadramento da câmera tem importância.
4.7 Animação
Se o objetivo de uma produção é fazer um filme ou uma experiência interativa como um jogo, então, 
algo na cena precisa ser animado. A palavra animar significa literalmente “dar vida a”. Mesmo que não 
existam personagens ou formas geométricas em movimento na cena, a animação pode acontecer pela 
movimentação de luzes e câmeras.
O mais comum método de animação computadorizada é chamado de keyframing. Esse termo vem 
da tradicional animação à mão. Criar um desenho animado à mão envolve centenas de Frames/quadros 
individuais, o que normalmente envolve a contratação de muitas pessoas. Alguns dos artistas de uma equipe 
são responsáveis pelo desenho dos quadros mais importantes, mostrando posições específicas e representativas 
dos personagens, por exemplo. Esses artistas são conhecidos como lead (“condutores”) ou key animators 
(“animadores-chave” ou “de referência”), e as imagens que eles desenham são keyFrames (“quadros-chave”).
Depois que os keyFrames são desenhados, os animadores juniores começam a desenhar todas as 
imagens localizadas entre os keyFrames. Esse processo é chamado de in-betweening ou simplesmente 
tweening. Na animação computadorizada, o artista mesmo define os keyFrames, e os quadros 
intermediários (tweening) são calculados pelo computador (BONNEY, 2005).
4.8 As principais diferenças entre uma produção nacional e uma produção 
dos Estados Unidos
Quando Bonney (2005) estrutura os elementos de pré-produção, produção e pós-produção 
que indicamos nas páginas anteriores, fica quase inevitável uma comparação de processos entre o 
Brasil e outro país, os EUA.
91
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
 Saiba mais
Em uma matéria publicada pelo site G1 e também veiculada no 
Jornal da Globo, encontramos referências interessantes de comparação 
entre estratégias de trabalho, quantidade de filmes produzidos por ano e 
quantidade de equipes envolvidas. Alguns elementos saltam aos nossos 
olhos, como tecnologia e recursos humanos tratados de forma muito 
diferente nos dois países.
PONTUAL, J.; DONATO, V. Aprenda como são feitos os filmes de animação 
no Brasil e nos Estados Unidos. Jornal da Globo, Rio de Janeiro, 5 nov. 2009. 
Disponível em: <http://g1.globo.com/jornaldaglobo/0,,MUL1368696-
16021,00-APRENDA+COMO+SAO+FEITOS+OS+FILMES+DE+ANIMACAO+
NO+BRASIL+E+NOS+ESTADOS+UNIDO.html>. Acesso em: 26 nov. 2015.
Ainda estamos começando nossas produções nacionais. O que pouca gente sabe é que a primeira 
produção em 3-D do cinema brasileiro aconteceu em 1996. O diretor do filme, Clovis Vieira, diz:
É um computador de 1990, 386 e naquela época eu achei que podia fazer 
um longa-metragem com aquela tecnologia. Cassiopeia foi lançado em 1996 
como uma das primeiras animações do mundo feitas em três dimensões, 
o 3-D. A diferença entre o desenho em 2-D e em 3-D pode ser vista na 
sequência de filmes O Grilo Feliz (VIEIRA apud PONTUAL; DONATO, 2009).
Outras produções são mencionadas na matéria, O Grilo Feliz e Os Insetos Gigantes,filmes realizados 
em máquinas com oito processadores. Ao todo, doze computadores foram utilizados. De acordo com a 
matéria, até aquela data, apenas vinte produções foram realizadas no Brasil.
Os Estados Unidos possuem uma produção média anual de 40 longas-metragens de animação por 
ano. Quem poderia imaginar que um filme como Está Chovendo Hambúrguer teve um custo de produção 
de oitenta e cinco milhões de dólares? E mais, que faturou cento e cinquenta milhões? São números 
reais trazidos na matéria do G1. Sete mil e quinhentos computadores foram utilizados para fazer o filme, 
com a capacidade total de um petabyte, o que corresponde a um milhão de gigabytes.
Está Chovendo Hambúrguer tem um cenário que demorou oito meses para ser modelado e finalizado. 
São onze departamentos para realizar a animação. Existem equipes especializadas para construir o 
cenário, a iluminação, os personagens, cabelos, vestimentas, enfim, existem frentes de trabalho 
especializadas para trazer até nossas telas qualidade de produção.
92
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 126 – Screenshot de um momento do filme Cassiopeia
Figura 127 – Screenshot de um momento do filme Cassiopeia, com apoios culturais
O principal objetivo desta imagem é lembrar que as produções nacionais contam com leis que 
apoiam a produção dos filmes.
93
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
4.9 Alguns programas muito utilizados atualmente
Hoje o mercado está repleto de programas para criação e execução de projetos em 3-D. Alguns dos 
mais utilizados são 3DS Max, Revit, Sketchp, ZBrush, Maya e Modo. Cada programa possui vantagens 
específicas, área de aplicação e metodologia de produção.
Os programas são concorridos não apenas do ponto de vista dos usuários. As empresas também 
estão de olho neles. Um bom exemplo disso foi o programa 3DS Max, que inicialmente pertencia à 
Discreet. Quem lê as palavras de George Maestri, presidente da Rubber Bug, um studio de animação de 
Los Angeles, especializado em animação de personagens, imagina que o futuro já chegou:
3DS Max, da Discreet, é um programa muito popular e robusto de animação 
3-D e renderização. Ao longo dos anos, ele encontrou um lar sólido na 
comunidade de jogos e tornou-se popular em filmes [...]. A versão 6 do 
software fornece uma série de excelentes atualizações para os recursos 
existentes e adiciona alguns novos recursos, como um sistema de partículas 
robusto e renderização Mental Ray1 (MAESTRI, 2003, tradução nossa).
Temos a oportunidade de entender um pouco das mudanças que ocorreram durante o tempo em relação 
aos recursos 3-D. Para ter uma noção disso, apenas observe que hoje o 3DS Max pertence à Autodesk. A 
empresa viu potencial de mercado no software, comprando-o desde a versão oito. Agora, durante alguns 
instantes, observe a imagem a seguir para verificar os requisitos do sistema para a versão 2016:
Figura 128 – Screenshot de tela de conteúdo disponibilizado gratuitamente pela Autodesk
1 Trecho original: Discreet’s 3DS Max is a very popular and robust 3-D animation and rendering package. Over 
the years, it has found a solid home in the gaming community and become popular in film, broadcast, and visualization. 
Version 6 of the software provides a number of excellent updates to existing features and adds some new features, such as 
a robust particle system and mental ray rendering.
94
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Hoje conseguimos utilizar muitos recursos de multimídia que nem eram imaginados antes. Faz pouco 
tempo que começamos a acessar vídeos com uma taxa de streaming capaz de fazer que eles não travem. 
Nas artes, começamos a fazer animações cada vez melhores.
4.10 Renderizadores
Renderizar um arquivo significa que você está solicitando uma visualização da cena no formato 
de fotografia ou de vídeo. A renderização pode ser solicitada em diferentes etapas do processo de 
construção de uma cena, especialmente quando você está trabalhando com fotorrealismo.
Todas as propriedades do documento, iluminação, sombras e movimento dos objetos são 
processamentos realizados pelo computador no momento da renderização.
Existem renderizadores diferentes no mercado, eles são aquela parte do programa responsável por 
gerenciar os processamentos necessários para gerar sua imagem ou vídeo. Dois renderizadores muito 
famosos no mercado são V-Ray e Mental Ray.
Figura 129 – Ilustração renderizada com Mental Ray
Observe uma sequência das imagens que foi gerado durante um dos exercícios do livro. Quando 
finalizamos a modelagem, temos objetos que não possuem as cores finais do nosso projeto. A 
renderização mostra aspectos de iluminação e de modelagem também. A ideia principal aqui é 
verificar as renderizações com olhar crítico, sempre perguntando para você mesmo o que pode 
melhorar. As sombras nesta imagem, por exemplo, são sombras duras, formadas por linhas bem-
definidas e únicas.
95
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 130 – Teste de sombra
Depois de algumas alterações, conseguimos chegar a um resultado com sombras difusas; a imagem 
também está um pouco mais granulada. A cena começa a ter aspectos mais realistas. Mas precisamos 
aplicar cores, texturas.
Figura 131 – Teste com sombra mais difusa
96
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
No render a seguir, conseguimos visualizar uma iluminação que consegue ricochetear pelo ambiente. 
Na vida real as cores são projetadas em certas proporções de umas para outras, havendo certa mistura.
Figura 132 – Teste de iluminação com fótons
No render final é possível perceber a atmosfera que foi procurada durante todo o trabalho.
Figura 133 – Cena interna finalizada com luz, textura e sombra
97
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
4.11 Sistema BIM
Um dos elementos mais interessantes para quem deseja saber mais sobre o universo 
particular da modelagem 3-D é composto de apenas três letras, porém de um valor inestimável 
para os projetos atuais e futuros: BIM (Building Information Model ou Building Information 
Modeling), um poderoso sistema que agrega todas as informações fundamentais à construção 
de um projeto.
Grandes eventos, como Autodesk University, têm centrado palestras e discussões no sistema BIM. 
Um sistema que permite que os modelos trabalhados nos programas de computador agora articulem 
informações como quantificação de materiais, mão de obra e cronograma físico-financeiro, o que 
vai muito além de mostrar apenas uma representação gráfica de desenhos técnicos e ilustrações 
em perspectiva.
Uma das importantes características que os programas agregam para conseguir trabalhar de forma 
inteligente as informações é a capacidade de criar modelos tridimensionais por meio de digitação ou 
“cadastro numérico”. O que isso significa? Significa um mundo de possibilidades diante dos nossos 
olhos para criar elementos como altura dos objetos, referências de medida, deslocamentos positivos ou 
negativos. Sem falar na possibilidade de criar diferentes tipos de espessuras de objetos, acabamentos 
e camadas de construção. Os projetos chegam a um nível de precisão enorme, quando comparados às 
maquetes de casas, prédios e objetos construídos.
O BIM traz a possibilidade de criar projetos urbanos com uma perfeita integração de demandas entre 
áreas residenciais, comerciais e de circulação, como ruas e avenidas. Dessa maneira, temos a perspectiva 
de que as cidades crescerão de uma forma mais saudável, desde que se consiga fazer seus projetos 
serem quantificados em bases de dados específicas.
Outra possibilidade que vem com o sistema BIM éa precisão na construção de protótipos, não 
apenas de edificações e regiões macrourbanas, mas também em peças de desenho industrial. O 
barateamento de impressoras 3-D tem aumentado muito a demanda de programas que organizem 
dados para a impressão de protótipos cada vez mais precisos. Quando fui ao congresso da Autodesk 
University, visitei um stand de vendas com uma impressora 3-D que foi utilizada para imprimir o 
painel de carro em tamanho real. Quando vi aquilo, a primeira pergunta que fiz para a vendedora 
foi “Como um painel tão grande saiu dessa impressora?” El ela prontamente explicou: “Imprimimos 
em módulos menores e depois ‘colamos’ as partes!” Eu sei que você deve estar pensando que 
a resposta seria óbvia. Entretanto, digo a você que são tantas novidades tecnológicas em um 
mesmo espaço que, por vezes, coisas óbvias nos escapam à percepção. Foi uma experiência que 
valeu a pena!
4.12 Modelos físicos de representação
Quando pensamos em construir uma peça tridimensional, a primeira ação que nos vem à 
cabeça é a de construir uma representação do modelo que temos em mente. Alguns fatores 
determinam se o modelo será algo simples ou muito complexo, correspondendo de forma exata 
98
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
ao que foi idealizado. Entre esses fatores, estão a finalidade, a escala e os materiais utilizados. A 
maquete física de um empreendimento pode ter o custo de R$ 75 mil.
 Saiba mais
Leia:
KAPUSTAN, S. Em alta, mercado de imóvel faz empresa faturar 
até R$ 100 mil com maquetes. Uol Economia, São Paulo, 9 out. 2013. 
Disponível em: <http://economia.uol.com.br/empreendedorismo/noticias/
redacao/2013/10/09/em-alta-mercado-de-imovel-faz-empresa-faturar-
ate-r-100-mil-com-maquetes.htm>. Acesso em: 10 fev. 2016.
Entre as representações, poderemos encontrar os modelos volumétricos e de estudo formal. 
São mais simples em suas representações volumétricas e no que diz respeito aos materiais 
utilizados. De forma geral, são utilizados no ponto inicial dos trabalhos. Com o intuito de rápida 
representação da proposta, dispensa compromisso com a qualidade do acabamento e também 
com a aparência. Existe a possibilidade de utilizarmos essa representação com um pouco mais 
de precisão nas indicações volumétricas, símbolos, elementos móveis e cores. O que significa que 
também existe a aplicação de modelos volumétricos e de estudo formal em etapas intermediárias 
de um projeto.
Também existe uma representação chamada mock-up, que consiste em um modelo em tamanhos 
absolutos, igual ao objeto a ser produzido. O detalhe importante aqui é que o modelo não realiza as 
funções do produto final. Entretanto, elementos importantes podem ser estudados, como dimensões, 
características de usabilidade e aplicação das cores. O maior atrativo do mock-up é que designers 
podem encontrar muitos desses modelos prontos na internet, para que apliquem os logotipos de 
seus clientes ou produzam visualizações rápidas, como cartões de visita, aparelhos iPhone, estilo 
café da Starbucks e até mesmo camisetas. São alguns dos exemplos que podemos conferir a seguir, 
publicados pelo site #designerd.
 Saiba mais
Veja mais sobre mock-ups em:
DESIGNERD dicas. Designerd, 2013. Disponível em: <http://www.designerd.
com.br/agregue-mais-valor-aos-seus-projetos-com-mock-ups-gratuitos/>. 
Acesso em: 23 set. 2015.
99
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
 
Figura 134 – A diversidade de resultados faz do mock-up um recurso atrativo
Entretanto, as formas de representação de modelos não terminam aqui. Temos ainda os protótipos. 
Você já deve ter ouvido falar sobre o protótipo de um carro novo o um órgão humano artificial. Então, 
já é possível perceber que os protótipos levam mais tempo e precisam de mais dinheiro para serem 
construídos. Afinal de contas, ele precisa mostrar a aparência, as dimensões, os aspectos físicos e deve 
executar as funções atribuídas ao produto a ser finalizado.
4.13 Impactos tecnológicos que possibilitam o desenvolvimento do 3-D: 
wysiwyg, linhas de código e parametria
Um dos aspectos tecnológicos que possibilitam a popularização da modelagem tridimensional é que 
ultrapassamos a era dos computadores que dependiam apenas da digitação de linhas de comando de 
código para desenvolverem determinadas tarefas. O objetivo da indústria do software era transformar 
esse jeito de lidar com o computador, trazendo facilidade no gerenciamento de tarefas.
Em 1985, surge a primeira versão do Windows. Ele ainda não é um sistema operacional. Significa 
que, para ele funcionar no computador, precisava de outro programa rodando por baixo dele, que era o 
MS-DOS. Entretanto, a forma de trabalhar com os dois é bem distinta.
Aqui no Brasil, o computador pessoal e as impressoras começaram a ser popularizados no 
começo da década de 1990. Nessa época, a indústria e o comércio alimentavam suas bases de 
dados com sistemas customizados. Em 1992, nossa geração imprimia seus primeiros trabalhos 
universitários em impressoras matriciais, que tinham um cabeçote com algumas agulhas que 
faziam pressão sobre uma fita, soltando a tinta sobre o papel. Essas impressoras resistem até hoje. 
100
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
São econômicas e eficazes para impressão de longos relatórios e documentos burocráticos de 
algumas empresas.
Boa parte desses trabalhos já era desenvolvida no Windows. O mouse era uma novidade para 
todos. Para quem já havia trabalhado com comandos do MS-DOS, o Windows parecia algo mágico. 
Bastava clicar ou clicar e arrastar para executar tarefas com uma economia de tempo enorme. 
Arquivos e diretórios, que agora eram chamados de pastas, passaram a ser representados por 
imagens, não só por nomes seguidos de uma extensão. A esse processo de utilização do mouse 
para manusear o que está ao alcance dos olhos foi atribuída uma expressão: wysywyg. As letras 
são um acrônimo, ou seja, foram retiradas as primeiras letras das palavras que formam a frase 
“What you see is what you get”, que significa “O que você vê é o que você pega/tem”, o que traduz 
bem o espírito de trabalho no Windows.
Esse desenvolvimento tecnológico foi, portanto, fundamental para a popularização dos 
softwares 3-D. Imagine se precisássemos digitar os algoritmos ou ainda linhas de comando para 
construir uma curva? Só de pensar já dá calafrios. Mesmo quando trabalhamos com softwares 
paramétricos, que são aqueles em que precisamos digitar valores para mudar o aspecto de uma 
peça, muita gente sente dificuldade no início. Entretanto, posso garantir que, quando as pessoas 
ficam habituadas com a rotina de associar a digitação desses valores com outras ações que podem 
desenvolver com o mouse, ficam à vontade para sair do lado técnico da produção para começar a 
soltar a imaginação para criar.
4.14 A subdivisão da malha e sua importância na modelagem tridimensional
Quanto maior a quantidade de subdivisões da malha em polígonos, maior será o nível de 
detalhamento da peça com a qual você trabalha. O contrário também é verdadeiro. Quando 
diminuímos a quantidade de polígonos de uma peça, sua superfície tende a ficar menos suavizada. 
Quanto maior a quantidade de polígonos, mais será exigido do computador em capacidade de 
armazenagem de dados (uma vez que o arquivo fica mais pesado) e capacidade de processar 
dados, pois aumenta o número de superfícies para cálculo de suavização, por exemplo. Sabendo 
disso, qual será o critério para atribuirmos uma maior quantidade de polígonos a uma peça e 
uma menor quantidade de polígonos para outra? Produzimos algumas ilustrações para facilitar 
o entendimento.
Comecemos com uma linha simples fechada nela mesma, formando um círculo. Muitos programas 
permitem que você aumente a quantidade de segmentos das formas 2-D. Na ilustração Círculo low, 
quais sãoos elementos visuais que mais chamam sua atenção?
101
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 135 – Círculo low. Com poucos segmentos, a linha fica menos suavizada
Na descrição da ilustração conseguimos identificar quatro pontos em destaque. São pontos de 
referência para construção da peça. Entre os pontos, estão linhas curvas. Mas você consegue ver algo 
mais nessas linhas curvas? Tente mais uma vez! Isso. As linhas não estão uniformes, podemos ver 
pequenos segmentos formando as linhas.
Nesse momento, o que estamos mostrando é que a baixa quantidade de segmentos interfere na 
construção visual da linha. Experimente afastar seus olhos do círculo. Perceba que, quanto mais afastar, 
mais suaves parecerão as linhas. Apontamos aqui um elemento fundamental: a distância entre o 
observador e a peça.
Partindo desse pressuposto, se você pretende construir uma imagem 2-D constituída de linhas curvas, 
posicionando-a muito próxima do observador, e deseja que ela tenha uma boa definição, aumente sua 
quantidade de segmentos. Fizemos exatamente isso na Figura 136 – Círculo high segments.
Figura 136 – Círculo high segments. Com mais segmentos, a linha é suavizada
102
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Vamos continuar nosso exercício de visualização. Desta vez, pegamos uma esfera. Algumas variações 
podem acontecer aqui. O que você percebe na Figura 137 – Esfera low poly?
Figura 137 – Esfera low poly, com poucos polígonos, sem suavização
Você passou o olhar pelas laterais? Olhando pelas laterais, a superfície da imagem não está 
perfeitamente suavizada. Portanto, a imagem apresenta uma baixa quantidade de polígonos. Para 
mostrar como a distância interfere na sua visualização, colocamos no fundo da cena uma cópia da 
mesma esfera. Temos a sensação visual de que a esfera menor é perfeitamente redonda. Entretanto, a 
distância gera a impressão do que visualizamos a seguir:
Figura 138 – Com poucos polígonos e distante, a esfera parece suavizada
Vale a mesma fórmula para formas 3-D. Sempre que precisar mostrar uma peça com formas curvas 
mais suaves, distancie a peça do observador ou aumente sua quantidade de polígonos. Na mesma cena, 
aumentaremos a quantidade de polígonos da esfera. Veja:
103
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Figura 139 – Esfera high poly, com muitos polígonos e próxima, também surge suavizada
Ainda temos outro elemento para notar na superfície do círculo. Percebemos o círculo com superfícies 
mais arredondadas, porque a projeção dos seus polígonos também está com suavização. Nos próximos 
exemplos, mostraremos uma superfície:
Figura 140 – A superfície dos polígonos pode ter suavização
104
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
Figura 141 – Superfície da esfera com polígonos sem suavização
 Resumo
Começamos nossos estudos tendo contato com os primeiros artistas 
gráficos, que tentavam produzir curtas-metragens sem utilizar a tecnologia 
que temos hoje em dia.
Pudemos verificar que sem eles, os pioneiros, nada disso que temos 
hoje existiria. Grandes nomes, grandes matemáticos, cineastas, entusiastas, 
pessoas ligadas às universidades, artistas e afins tiveram seu papel 
importante nessa evolução tecnológica.
Grandes empresas também se beneficiaram ao adquirir tais tecnologias, 
casos da Disney, Adobe, Apple etc.
Esta unidade também consistiu em compreender a história dos 
games, desde a invenção, com fins militares, até os dias de hoje. O fato 
105
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
é que jogos como Resident Evil, de 1996, para Playstation, trouxeram 
muitas contribuições, quebraram paradigmas, pois continham uma nova 
jogabilidade, em que as tecnologias de imersão virtual permitiam a 
construção de ambientes tridimensionais com mapas complexos. Também já 
utilizavam a ideia de primeira pessoa, ou seja, é como se o jogador estivesse 
dentro do jogo, olhando pelos olhos do personagem. Esta linguagem veio 
do cinema e da televisão. Então, exploraram a mesma câmera para criar 
certo efeito dramático, coisa que o cinema fazia. Algo que também pode 
ser visto em Gran Turismo 4 é o fato de que a câmera passeia como se fosse 
em uma corrida que a televisão transmite.
Foram também mostradas as várias gerações de consoles, da primeira 
até a oitava, a mais atual. Mas a tecnologia sempre muda; a cada dia, novos 
itens aparecem e ficam cada vez mais rapidamente obsoletos.
Abordamos como o surgimento do 3-D dependeu da tecnologia, pois a 
melhora do fotorrealismo se dá nas diversas esferas, como a modelagem dos 
personagens, em que, para que haja melhora na quantidade de detalhes, 
é necessária maior capacidade de processamento pelos processadores dos 
consoles e computadores. Detalhes mais complexos também necessitam de 
maior quantidade de polígonos, ou o que chamamos de high poly, ou seja, 
um personagem com maior quantidade de polígonos em sua malha.
Por fim, dicas importantes sobre as etapas do trabalho em 3-D foram 
dadas quando falamos de planejamento na pré-produção, construção de 
uma cena e de seus elementos, aplicação de materiais e maps, entendendo 
recursos de luz e câmeras e animação. Produções nacionais e internacionais 
foram comparadas. Citamos alguns dos principais softwares do mercado, 
além de recursos para gerar imagens e vídeos por meio da renderização, BIM 
na organização e manipulação de modelos e outros impactos tecnológicos 
significativos nos trabalhos em 3-D.
 Exercícios
Questão 1. Um projeto de computação gráfica pode ser feito num espaço bidimensional ou 
tridimensional. Das alternativas a seguir, qual melhor descreve o que é um espaço tridimensional para 
a computação gráfica? 
A) Aquele espaço em que se considera o volume do objeto projetando-o em três eixos, geralmente 
denominados de x, y e z.
B) Aquele espaço em que, mesmo sendo plano, aplica-se perspectiva ao objeto, dando a 
impressão do volume.
106
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
Unidade I
C) Aquele espaço em que só se considera o ponto como referência espacial.
D) Aquele espaço em que só se considera a linha como referência espacial.
E) Aquele espaço em que só se considera a linha curva como referência espacial.
Resposta correta: alternativa A.
Justificativa geral
O volume de um objeto é representado pela projeção nos três eixos, cada eixo representando uma 
dimensão (tridimensional). Na computação gráfica, a projeção e a definição destes três eixos são 
necessárias para a representação do objeto. Assim, a alternativa A é a correta. A alternativa B caberia ao 
desenho em perspectiva, mas não à computação gráfica. As demais alternativas estão erradas.
Questão 2. (ENADE, 2008). As Figuras A e B apresentam duas imagens, ambas com resolução de 246 
pixels × 300 pixels, sendo que a Figura A apresenta 256 níveis de cinza, e a Figura B, 4 níveis de cinza.
A)
B)
Figura 142 
107
AR
TV
 -
 R
ev
isã
o:
 C
ar
la
 -
 D
ia
gr
am
aç
ão
: F
ab
io
 -
 1
2/
02
/2
01
6
COMPUTAÇÃO GRÁFICA 3-D
Considere que a imagem da Figura A seja a original, tendo sido manipulada em um único atributo 
para gerar a imagem da Figura B. Nessa situação, em qual atributo se diferenciam as imagens A e B?
A) Resolução.
B) Quantização.
C) Iluminação.
D) Escala.
E) Amostragem espacial.
Resolução desta questão na plataforma.