Desenvolvimento de um método de controle de distorções para aplicação em problemas de design de superfície de formas tridimensionais não planificáveis

Abstract

Este trabalho tem por objetivo desenvolver um método de controle de distorção adequado ao design de superfície de produto industrial, com forma tridimensional não planificável, produzido em larga escala, de modo a minimizar as distorções gráficas procedentes da aplicação de uma imagem bidimensional em um objeto tridimensional com superfície não planificável, considerando, principalmente, a complexidade da geometria do objeto. Essa pesquisa justifica-se quando se verifica o aumento de produtos com formas não planificáveis no mercado e a visível dificuldade dos profissionais em resolver problemas de distorções das imagens quando o objeto tem uma geometria complexa. Além disso, o estudo visa contribuir também com a redução de custos de desenvolvimento desse tipo de produto, já que estuda um método que possibilita a verificação digital, eliminando os custos físicos de tentativa e erro. O método utiliza recursos de representação paramétrica de superfícies, que viabilizam a manipulação de objetos tridimensionais complexos no meio computacional e que são definidos por equações que relacionam um domínio paramétrico plano e o espaço tridimensional. Para cada uma das dimensões (x, y e z) do espaço tridimensional, existe uma equação que faz a relação com o espaço paramétrico bidimensional de coordenadas u e v. Dentre esses recursos, os mais utilizados são: mapeamento de textura e render to texture. A indústria de desenhos animados e games tridimensionais costuma utilizar com frequência estes recursos computacionais para melhorar o realismo de suas imagens. Nesta pesquisa, estudase a possibilidade de direcionar essas ferramentas computacionais para a indústria de produtos físicos manufaturados produzidos em série. A pesquisa propõe-se estudar três casos de produtos com superfícies não planificáveis de materiais distintos e processos de produção diferentes entre si. A partir dos três estudos de casos é proposto o método que visa permitir a solução sistematizada dessa classe de problema relacionado às distorções. A verificação do método é realizada, com resultados significativos, em conjunto com três grandes empresas nacionais localizadas da região sul do Brasil. O primeiro estudo de caso consiste em uma tigela de cerâmica da empresa Oxford®; o segundo, uma chaleira de metal da empresa Tramontina®, e o terceiro, uma sandália de polímero da empresa Grendene®. Assim, por meio desta pesquisa, espera-se ampliar a área do conhecimento que circunscreve o design de superfície, ampliando os meios que facilitem a atividade projetual e apontando para a necessidade de instrumentos tecnológicos que venham facilitar os projetos de superfícies de objetos com formas não planificáveis.

This work aims to develop a distortion control method adequate for surface design of mass-produced industrial products with non-planable tridimensional shape, so as to minimize the graphic distortions resulting from the application of a bidimensional image onto a tridimensional object with non-planable surface, taking into consideration mainly the complexity of the object’s geometry. The justification for this research lies in the increase of products with nonplanable shapes available on the market and in the clear difficulty of professionals to solve image distortion problems when the object presents complex geometry. Besides, this research aims to contribute to the reduction of costs of developing this kind of product, seeing that it studies a method that enables digital verification so eliminating the physical costs of trial and error. The method uses resources of parametric representation of surfaces, which enable the manipulation of complex 3D objects in the computational environment, and which are defined by equations that relate one plane parametric domain and the tridimensional space. For each dimension (x, y e z) of the tridimensional space there is an equation that makes the relation with the bidimensional parametric space with coordinates u and v. The most frequently used computational resources are texture mapping and render to texture, which are often used by the industry of 3-D animation to improve the realism of their images. In this work we study the possibility to apply these computational tools in the industry of manufactured products. This research contemplates three case studies of products with non-planable surfaces of different materials and different manufacturing processes. We then propose a method that allows a systematized solution for distortion-related problems. The verification of the method, which showed meaningful results, was carried out together with three large national enterprises located in the southern region of Brazil. The first case study consists in a ceramic bowl by Oxford®; the second, a metal kettle by Tramontina®; and the third, a polymer sandal by Grendene®. With this research we expect to expand the field of knowledge in which surface design is inserted thus extending the resources for the projectual activity and pointing to the need for technological tools that may help with the projects of surfaces of objects with non-planable shape.