EL SISTEMA de BLOQUES (y II)

En primer lugar y como continuación del día anterior, quiero completar la lista de plantillas con el repertorio personal de bloques que había iniciado el día anterior, y con las que se completa el repertorio personal que yo manejo habitualmente:
  • ALZADOS – SECCNS   [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/AlzdSccn.1.dwg ]
    • Incluye varios bloques de carpintería de puertas y ventanas vistas de frente, tanto interiores como exteriores, junto con alguna sección de detalle de estas, elementos de ambiente como persona, vehículo, y un par de módulos para configurar una sección constructiva.
  • DETALLES     [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/Detalles.1.dwg ]
    • Incluye algunos bloques sobre detalles constructivos, relativos a la estructura de hormigón armado y la red horizontal de saneamiento enterrada.
  • INS. ELECTRICIDAD    [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/InsElectrc.1.dwg ]
    • Incluye una “leyenda tipo” correspondiente a la Instalación de electricidad, en la que los propios “símbolos” de cada elemento están configurados como “bloques”, que pueden ser copiados en su emplazamiento y mantener la “plantilla” como leyenda del plano de la instalación.
  • INS. FNTNR. – DESGS.  [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/InsFntDsg.1.dwg ]
    • Incluye una “leyenda tipo” similar al caso anterior correspondiente a la Instalación de fontanería y desagües.
  • INS. VARIAS  [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/InsVarios.1.dwg ]
    • Incluye una “leyenda tipo” similar al caso anterior correspondiente a varias instalaciones: calefacción, ventilación, protección de incendios, telefonía, megafonía y gas.
Elaborar / Insertar

La forma de elaborar paso a paso, un sistema de bloques personal, es tan simple como el dibujo habitual, ya que la elaboración de cada “bloque”, solamente requiere que una vez dibujado el contenido del mismo, se realice la definición del propio “bloque” (Capítulo 8) especificando un nuevo nombre y un punto de inserción.A partir de este momento el nuevo bloque esta incorporado en la lista interna del dibujo actual, y podremos insertarlo o copiarlo dentro del dibujo, tantas veces como sea oportuno. Por otra parte si lo que estamos construyendo es una librería, seguramente nos interesa guardar el contenido del bloque como un archivo de dibujo independiente, dentro de una carpeta adecuada de nuestro sistema, para poder utilizarlo en otros dibujos independientes y posteriores.

Precisamente la mayor dificultad para elaborar un sistema personal, no está en la definición y configuración de cada bloque por separado, sino en planificar y decidir el alcance del conjunto de bloques que vamos a emplear, y la forma de organizar su ubicación, su localización y la utilización del conjunto.

Hay que tener en cuenta que cuando el número de bloques disponibles, sobrepasa cierto número, es casi obligado que los que se usan con menor frecuencia, queden olvidados y en el momento más inoportuno, no seamos capaces de “recordar”  donde estaban, o si realmente los habíamos mantenido, modificado, borrado .. etc.

Por esta razón es conveniente dedicar algo de tiempo a “pensar” con un poco de calma, la configuración más adecuada de todo el conjunto, de forma que por un lado queden cubiertas la mayoría de nuestras necesidades cotidianas, y por otra parte pueda ser susceptible de evolucionar o incorporar cambios y adaptaciones con cierta facilidad, a medida que nosotros mismos vamos ampliando nuestra experiencia.La forma de insertar cualquier bloque en nuestro dibujo, se comentaba en el capítulo 8. Tal como se decía, existe una variante que se puede invocar operando sobre la línea de órdenes exclusivamente, para evitar la aparición del cuadro de diálogo. Esta diferencia tiene su importancia, ya que cuando queramos “automatizar” la inserción de un bloque dentro de un “menú” personal o cualquier otro mecanismo de tipo “macro”, es necesario conocer y depurar con mucho cuidado la secuencia perfectamente ordenada de datos y parámetros que se debe ir añadiendo en la inserción de cada bloque.

Manejo y gestión

La forma de insertar los bloques de nuestra librería particular, es un problema relacionado sobre todo con la concepción y configuración del conjunto, que conviene pensar cuidadosamente en relación con el uso que queremos cubrir con nuestra librería de bloques de forma que tanto la localización particular de cada uno de ellos dentro del conjunto, como la incorporación del mismo en nuestros dibujos o archivos de trabajo sea lo suficientemente rápida, cómoda y clara.

En este punto conviene recordar que una de las grandes cualidades que siempre a tenido el “AutoCAD” como programa o aplicación de dibujo de propósito general, son sus variadas y múltiples posibilidades, para desarrollar adaptaciones particulares sobre usos muy diferentes.

Dentro del repertorio de alternativas que se pueden abordar para personalizar la gestión de una librería de bloques, podemos tener varias alternativas. En primer lugar hay que considerar los diferentes tipos de “menú” que podemos personalizar en todas sus variantes: Menú de pantalla, aunque ya se encuentra prácticamente obsoleto, menú de persianas, menú de barras de herramienta, o incluso el más nuevo de la cinta de opciones. Además de esos menús hay que considerar las “Paletas de Herramientas” que probablemente sea el sistema más adecuado para este fin. Tampoco debemos olvidar las posibilidades de crear órdenes específicas y personalizadas con el leguaje DIESEL que es un lenguaje de “macros”, o también en lenguaje “C” o “AutoLISP”, que constituye un lenguaje de programación de alto nivel relativamente estándar y muy ligado al “AutoCAD”.

Por otra parte además de poder incluir nuestro repertorio de bloques dentro de algun tipo de menú personalizado, es posible una gestión más inmediata o directa tal como se apuntaba el día anterior al hablar de las “plantillas de bloques”.

Una “plantilla de bloques” podría definirse como un dibujo de AutoCAD, que a su vez contiene varios bloques definidos e insertados al menos una vez, y situados de una forma ordenada, clara y visible dentro del dibujo. Como los “bloques” se comportan igual que cualquier otro objeto, siempre es posible designarlos uno a uno y copiarlos o replicarlos en cualquier otra posición.

Por otra parte, dado que cualquier archivo de dibujo se puede insertar como si fuera un bloque externo dentro de cualquier otro dibujo, incorporando a su vez y de esta forma, todos sus bloques internos, capas y elementos que contiene, siempre podremos insertar en el dibujo que estamos trabajando, una “plantilla de bloques” que automáticamente deja incorporados en el dibujo, todos los bloques internos que hay en la plantilla.

Además de esto, y dado que la plantilla insertada se comporta como un objeto único o “superbloque”, que podemos colocar dentro de nuestro dibujo en una zona que resulte cómoda, siempre podremos a su vez “descomponer” el superbloque, de forma que desintegramos el conjunto, y a partir de ese momento son accesibles los bloques individuales que contenía, que ya podemos “copiar” y “mover” con entera libertad dentro de nuestro dibujo. Finalmente cuando hemos terminado el trabajo, basta con borrar o eliminar los bloques sobrantes, ya que resulta una operación simple y trivial.

Personalizar menús

Para personalizar menús, en primer lugar es necesario conocer su estructura y funcionamiento interno, que está desarrollada y explicada en el manual de personalización. La personalización de los menús en las versiones antiguas del programa se realizaba mediante archivos de texto plano con la extensión “mnu”, que contenían escrita en texto ASCII, toda la estructura interna, y los comandos con sus opciones.

Editando esos archivos con un editor adecuado, que no añada códigos propios, como el Notepad, o bien el Word configurado en modo ASCII plano, se podían incorporar  las modificaciones oportunas. Posteriormente esos archivos debían ser compilados, generando una versión “mnx” que ya podía ser cargada desde el propio programa, apareciendo el nuevo menú en la interfaz correspondiente.Esta situación cambia  y se modifica a partir de la versión 2.009, en la que aparece una nueva interfaz de personalización, que se invoca mediante la orden “_CUI”, y a través de un cuadro con doble panel y una serie de gráficos anidados permite, gestionar y modificar comandos y espacios de trabajo, apoyados en archivos “XML”, que se identifican con la extensión “*.cui”, y aunque puedan ser abiertos con un editor, se recomienda expresamente NO ALTERAR JAMAS, ya que se podría bloquear el funcionamiento normal de la interfaz del programa.

El cuadro de personalización es el que permite ahora modificar los menús, o bien generar archivos parciales personalizados, ya que su funcionamiento con doble panel permite trabajar con archivos parciales. También permite ir abriendo los diferentes nodos hasta llegar a los últimos comandos, y permite generar otros nuevos, especificando en el panel derecho los comandos o rutinas que corresponden, con la definición específica de sus opciones, o suministrar argumentos concretos, pero siempre a costa de conocer minuciosamente y paso a paso toda la secuencia que operaría normalmente en la línea de órdenes, ya que debe ser respetada escrupulosamente para que funcione todo el proceso completo. Cualquier pulsación o simplemente un espacio de más, altera la secuencia generando un mensaje del sistema, e interrumpiendo el funcionamiento de cualquier orden o comando.

Otros desarrollos de personalización
Dentro de la ayuda del programa se encuentra un “Manual de Personalización” en el que se desarrolla con bastante claridad un repaso por las diferentes opciones y alternativas que hay disponibles dentro de AutoCAD.

EL SISTEMA de BLOQUES (I)

Otra de las herramientas más características e importantes en el uso del CAD en general, es el uso de “Bloques” para la elaboración de todo tipo de dibujos o diseños. Normalmente la utilización de bloques suele presentarse vinculada con alguna personalización o desarrollo particular de “menús” especiales que permiten gestionar un determinado repertorio con mayor comodidad.

Concepto de bloque 

El concepto de bloque se ha comentado en el capítulo 8 como un pequeño dibujo, que se maneja a modo de objeto independiente dentro del dibujo general. El pequeño objeto, realmente puede ser tan complejo como cualquier otro dibujo de AutoCAD, manteniendo una estructura interna de capas, colores y tipos de línea, exactamente igual que en otros dibujos. De hecho, por definición cualquier “archivo” de dibujo, se puede “insertar” como un “bloque” en cualquier otro dibujo de AutCAD, sin más restricciones  que la posibilidad de que se genere alguna referencia circular, en cuyo caso el programa automáticamente lo “advierte” con el oportuno mensaje de “ERROR”.

Realmente la característica que mejor refleja el interés en el uso de los bloques, es la “repetición” de ciertos elementos dentro de un dibujo más complejo, como pueden ser las butacas en un auditorio, las puertas de paso y las ventanas en un plano de distribución, o las camas y los lavabos en el plano de un hotel.

La idea básica que subyace en el manejo de los bloques, es la de que los elementos gráficos que lo constituyen, se guardan en un apartado específico de la memoria, añadiendo un nombre que lo identifica y un punto de inserción, que será una especie de origen de coordenadas local para el propio bloque. Luego cada vez que se van insertando sucesivos ejemplares de un bloque, lo único que se añade en la memoria interna es el nuevo punto donde queda insertado cada ejemplar, y una referencia que identifica al propio bloque, y los parámetros correspondientes a su orientación y tamaño relativo. De esta forma se aligera por un lado la complejidad y extensión de datos en el archivo de dibujo, pero también se asegura una “repetición” rigurosa de objetos siempre idénticos, que en caso de haberse elaborado uno a uno, constituiría una fuente de múltiples errores y pequeñas diferencias involuntarias en su elaboración.

En todo caso aunque los bloques pueden contener capas propias, y sus entidades se puedan definir con colores y tipos de línea particulares y diferentes, hay que recordar que esas “capas” quedan automáticamente incorporadas en los dibujos donde se insertan, y ya no podrán ser eliminadas hasta que no se hayan suprimido todos los ejemplares del bloque del dibujo y también la definición interna del bloque, por lo que cuando se planifica la elaboración de un repertorio o librería personal, se debe valorar la conveniencia de construir todos sus elementos en la capa “0” y con las propiedades “Por Bloque” para los colores, tipos de línea y grosores de trazo, ya que solo de esta forma, luego será posible modificar esas propiedades por separado, en cada uno de los ejemplares del bloque insertado.

El uso de bloques, también añade un cierto factor de novedad para aquellos que se inician en el mundo del CAD, y al menos en los primeros tiempos, el hecho de utilizar “bloques” que ya estaban dibujados, se tendía a identificar con un “alivio” en el esfuerzo de trabajo cotidiano, ya que la delineación manual, siempre ha tenido como una de sus características, la ejecución de rutinas y tareas muy repetitivas y tediosas. Este factor contribuía a fomentar una cierta ansiedad en la búsqueda exhaustiva de bloques elaborados y una tendencia a valorar estos, en función de la meticulosidad y detalle con la que están realizados, ya que al menos intuitivamente, representa un “ahorro de trabajo” entre el esfuerzo empleado y el resultado final.
    
En todo caso cabe hacer una llamada de atención sobre el uso excesivo de este tipo de soluciones, ya que por una parte el uso de bloques y/o elementos muy detallados, genera con facilidad una relativa “exageración” en los dibujos, sobrecargando una imagen general con detalles minuciosos que no se aprecian globalmente y además hace que la percepción final del dibujo sea demasiado “barroca” o “sobrecargada”, aunque en este caso ya entramos de lleno en los niveles del gusto personal y las preferencias de cada proyectista.

Obviamente el repertorio de “bloques” que se pueden manejar y/o configurar para el uso habitual, depende completamente de la materia o el tema sobre el que trabaja cada uno. No obstante a poco que se indague a través de “Internet” es muy frecuente encontrar muchas librerías o repertorios más o menos completas o elaboradas. En ese terreno es relativamente frecuente que algunos tipos de fabricantes, particularmente en “aparatos sanitarios” pero también en otros campos, faciliten librerías o conjuntos de bloques con una representación gráfica relativamente detallada, que identifica claramente los propios productos, con lo que mediante su difusión consiguen por un lado cierto agradecimiento/vinculación del proyectista, y por otra parte una clara identificación de su producto en los planos resultantes, que facilita y fomenta el uso del mismo.

Repertorio particular

De acuerdo con lo que se acaba de comentar, hay que decir que la elaboración de un repertorio particular de bloques tampoco resulta especialmente compleja, y tiene como contrapartida en base al mejor conocimiento sobre la configuración interna, una mayor flexibilidad para acomodar pequeñas modificaciones y ajustes en aquellos casos especiales que se salen fuera de las rutinas más habituales.  


Si nos fijamos en repertorios habituales que se integran en aplicaciones o desarrollos comerciales, o bien en las promociones que facilitan algunas marcas comerciales, puede aparecer un cierto desánimo, ya que suelen ser repertorios extensos con bloques bastante elaborados, por lo que una primera estimación sobre el tiempo necesario para alcanzar un resultado comparable, se hace muy desalentador.

No obstante si recapacitamos un poco, nos damos cuenta de que no es necesario que el repertorio tenga una especial amplitud, ya que los elementos que se utilizan de forma más repetitiva probablemente no sobrepasen unas pocas docenas. Por otra parte los rasgos del dibujo que contiene cada bloque podrían ser mucho más sencillos y esquemáticos, ya que es mucho más interesante la claridad del significado a primera vista, que el detalle particular para identificar un elemento concreto de un repertorio comercial.

Yo, en mi propia experiencia particular, he trabajado siempre con mi propia librería que llegué a desarrollar en las primeras etapas del trabajo, hace más de veinte años y desde entonces tampoco ha cambiado mucho, ni ha tenido ampliaciones importantes. Por otra parte siempre que he necesitado elementos singulares o diferentes, he podido resolverlo con pequeñas adaptaciones o modificaciones sobre algún elemento existente. Por otra parte en el entorno profesional de Salamanca si que he podido observar una cierta proliferación de mis propios bloques, aunque también hay que decir que nunca me he molestado para realizar la menor vigilancia que evitara su proliferación descontrolada.

Considerando que este repertorio puede ser útil a cualquiera que pueda leer el “Blog”, me ha parecido oportuno por un lado mostrar su organización a través de las fotografías que se integran en el artículo, advirtiendo que las llamadas para insertar cada bloque están ensambladas en un menú particular que se muestra en cada foto. El desarrollo del menú personal es otra cuestión que se sale del tema que estamos tratando hoy, pero que también pretendo abordar en su momento.

Por otra parte una forma alternativa de insertar los bloques en un dibujo es integrarlos conjuntamente en otro, a modo de plantilla, de forma que una vez “insertado” y “descompuesto” en nuestro dibujo, permite la designación de cada bloque individual, que puede ser copiado y situado como cualquier otro objeto. En los enlaces que se incluyen a continuación, se puede disponer del repertorio que yo utilizo y acabo de comentar, en las mismas condiciones de la licencia “Creative Commons”, que se especifica al final de esta página.

•    PILARES        [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/Pilares.1.dwg ]
      o    Pilar de 30 x 30
      o    Pilar de 35 x 35
      o    Pilar de 40 x 40
      o    Pilar de 50 x 50
      o    Pilar redondo D40
      o    Numeración de los pilares (Contiene un “atributo” editable.)
•    CARPINTERÍA     [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/Carpinteria.1.dwg ]
      o    Puerta de paso interior Hoja de 40 y hueco de 50 Ap Izq.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 40 y hueco de 50 Ap Drch.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 60 y hueco de 70 Ap Izq.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 60 y hueco de 70 Ap Drch.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 70 y hueco de 80 Ap Izq.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 70 y hueco de 80 Ap Drch.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 80 y hueco de 90 Ap Izq.
      o    Puerta de paso interior Hoja de 80 y hueco de 90 Ap Drch.
      o    Ventana 1 Hoja 40 cm
      o    Ventana 1 Hoja 60 cm
      o    Ventana 2 Hojas 120 cm
      o    Ventana 2 Hojas 140 cm
      o    Ventana 3 Hojas 180 cm
      o    Ventana 3 Hojas 210 cm + paso
      Las ventanas se ajustan a muros de cerramiento de 30 cm de espesor y la apertura del             hueco se debe hacer de forma independiente al bloque
•    APARATOS     [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/Aparatos.1.dwg ]
      o    Lavabo
      o    Bidet
      o    Inodoro
      o    Urinario de pared
      o    Plato de ducha
      o    Bañera de 140
      o    Bañera de 160
      o    Bañera de 170
      o    Placa de cocina
      o    Pileta fregadero
      o    Maquina de lavado
      o    Frigorifico
•    MUEBLES        [ http://dl.dropbox.com/u/20726079/Muebles.1.dwg ]
      o    Cama individual
      o    Cama doble
      o    Mesilla
      o    Armario
      o    Mueble pared
      o    Tocador
      o    Silla
      o    Sillón
      o    Sofa
      o    Conjunto tresillo
      o    Varios conjuntos de mesa y sillas

EL SISTEMA de CAPAS

En el Capítulo 7, cuando se explicaba el concepto de “capa” se establecía el paralelismo con el concepto de una “hoja transparente” que contiene solo algunos elementos del dibujo completo, y que puede controlar a voluntad su situación de forma que pueda estar “vista” u “oculta”.

Con el desarrollo de la informática en los últimos años y la multitud de programas de tipo gráfico, tanto “vectoriales” como “raster”, el concepto de “capa” se ha generalizado convirtiéndose prácticamente en un “estándar” que resulta muy útil en el trabajo cotidiano, y por otra parte es bastante fácil y simple de manejar.

En algunos programas gráficos existen restricciones en el número de capas, o en la identificación de nombre, siendo típico en el ámbito de la cartografía, que las capas se identifican con “números” que a su vez codifican el significado del contenido de cada una, por lo que en esos casos es conveniente disponer además del archivo de trabajo, de otro auxiliar con las “instrucciones de codificación” sobre la numeración de capas.

Una de las grandes utilidades que conlleva el sistema de capas en la realización de un dibujo, es que permite “ordenar” de alguna forma los elementos que lo componen. Por otra parte, esa ordenación es completamente “flexible”, ya que el repertorio de “capas”, así como el significado y contenido de cada una, depende por completo de cada usuario particular que es quien va decidiendo a lo largo de su trabajo, los “nombres” que identifican cada “capa” y también los elementos y objetos que se alojan dentro de cada una.

Además de la utilidad para “ordenar” y mantener una relativa separación entre sí, de los elementos que componen un determinado dibujo, en el caso de AutoCAD hay otra utilidad adicional que opera en concurrencia con las propiedades particulares de cada objeto: “color”, “tipo de línea”, y “grosor de trazo”.

Esta utilidad consiste básicamente en el hecho de que las capas disponen a su vez de esas propiedades (“color”, “tipo de línea” y “grosor de trazo”) a las que se asigna un valor particular en cada una, y por otra parte en los objetos simples, existe la alternativa de poder asignarles en cada una de esas propiedades, el valor “por capa”, independiente del repertorio habitual, de forma que cuando el objeto tiene asignado este valor, adopta su apariencia, según el valor que tiene asignada la “capa” en esa propiedad concreta.

De esta forma se consigue una definición indirecta de las propiedades que establecen el aspecto de los objetos del dibujo, con la ventaja adicional de que el simple hecho de cambiar el objeto a una capa diferente, cambia el aspecto de este, adoptando los valores que tiene definidos la nueva “capa”, o bien que al cambiar una de las propiedades en la “capa”, ese cambio afecta de inmediato al aspecto de todos los objetos que hay dentro de la capa (y naturalmente tienen definida esa propiedad con el valor “por capa”).

Esta utilidad adicional en las propiedades indirectas añade un cierto factor de complejidad en el manejo de capas, y por otra parte el hecho de que el concepto de “capa” no tiene una equivalencia en el dibujo manual, probablemente contribuye a que en las primeras etapas del aprendizaje de AutoCAD, las personas con alguna inseguridad sobre el propio aprendizaje, pueden ser reacias al uso habitual del sistema, limitándose a ignorarlo y generan archivos de dibujo con todas sus líneas y elementos en la capa “0”.

El repertorio de colores y el color del fondo.

Llegados a este punto conviene hacer un inciso sobre el repertorio de colores que se utiliza en AutoCAD. Realmente se puede manejar un repertorio de 24bits, pero lo normal es que en los dibujos técnicos, se maneje un conjunto bastante limitado de no mucho más de media docena de colores claramente diferentes entre si, a primer golpe de vista.

En la elección de este pequeño conjunto de colores tiene mucho que ver el gusto y la personalidad de cada uno, pero también hay otro factor concurrente que es el color del “fondo” en la pantalla gráfica, o del papel si se trasladan directamente a la impresora.

El color del “fondo” para la pantalla gráfica, obviamente es la referencia sobre la que se contrasta y destaca el pequeño conjunto de colores habituales y por tanto tienen una gran vinculación entre sí.  En el mundo del CAD de hace mucho tiempo, los primeros monitores eran sistemas de tubo CRT que en versiones de hace 20 o 25 años, además de ser equipos relativamente caros, tenían limitaciones en la frecuencia de refresco o “parpadeo” vinculado con las altas resoluciones, y de aquella época proceden ciertas “recomendaciones” y/o “costumbres” de fijar un fondo “negro” que con el barrido de la imagen y las frecuencias disponibles, “producía menor fatiga o cansancio de la vista”.

Los problemas de parpadeo y frecuencia de barrido, quedan resueltos en la practica con la especificación “VGA”, aunque probablemente la inercia, la costumbre, o las manías personales de cada uno, mantiene ese “fondo negro” en muchos monitores de ordenador y sobre todo en las pantallas de CAD. Esta situación cambia en muchos ámbitos de la oficina con la llegada de Windows95, y la incorporación de programas de edición de texto y hojas de cálculo, con el “fondo” en blanco, incorporando el paradigma “wysiwyg” que parece bastante más racional y lógico, ya que se basa en aproximar el “aspecto” en el monitor del ordenador, al del papel que se maneja en los documentos terminados.

En el ámbito del CAD el divorcio entre fondo de pantalla “negro” y “blanco” tiene una particular trascendencia, ya que al adoptar un pequeño conjunto de colores es frecuente escoger los primeros números, que en la carta derivada de las antiguas especificaciones CGA y EGA es el “amarillo” para el número 2, y el “cyan” o azul claro y chillón para el 4, que se ven razonablemente bien sobre un fondo negro, y son característicos de los dibujos realizados así, pero que cuando se presentan con un fondo blanco, suelen generar un “exabrupto” inmediato. Por otra parte esa gama de colores requiere a su vez configurar una cierta equivalencia, entre esos colores y los de la impresora, junto con los grosores de trazo.

En los sistemas actuales con pantallas de panel plano, la posible “ergonomía” de un fondo negro que algunas veces se argumenta, raya en el “absurdo”, por lo que se considera mucho más recomendable, el uso de un fondo “blanco”, junto con un repertorio de colores de cierto contraste  (rojo, azul, verde .. etc) y la visualización por pantalla de los grosores de trazo, que junto con la disponibilidad inmediata de impresoras con choro de tinta, permite pasar al papel de forma directa e inmediata, pequeñas pruebas y croquis, manteniendo apariencias similares.

Recomendaciones

Una vez establecida la conveniencia de usar el fondo de color “blanco” en la pantalla gráfica, exactamente igual que en los planos de papel ordinarios, pasemos a establecer una determinada recomendación sobre un posible “modelo de capas”, aunque bien entendido que los criterios en que se basa son bastante personales, subjetivos y vinculados a las circunstancias particulares del modo y tipo de trabajo habitual, por lo que cada uno, debería hacer libremente las extrapolaciones y/o adaptaciones que estime oportunas.

Respecto al repertorio de capas a emplear en un determinado dibujo, cabe considerar que en cualquier momento se podría definir una nueva capa, creando esta con la asignación de un nuevo nombre y situando en ella los elementos de dibujo que convenga. No obstante esa forma de proceder que inicialmente es la más inmediata y todos la hemos seguido en alguna ocasión, está bastante regida por la improvisación, y presenta algunos inconvenientes.

En primer lugar hay que considerar que el tipo de archivos de dibujo que realizamos suele referirse a los mismos temas de forma reiterada, es decir normalmente hacemos dibujos sobre planos de edificios, o bien piezas de motores, estructuras de puentes etc., por lo que enseguida nos damos cuenta de que el repertorio de capas que usamos se repite con bastante frecuencia, pero sin embargo si “escribimos” el nombre de cada capa cuando vamos a utilizarla de inmediato, al cabo de algún tiempo y varios dibujos, vemos que hay pequeñas diferencias en los nombres debidas al empleo de distintas abreviaturas, mayúsculas y minúsculas, espacios, nombres similares, o simplemente erratas, y cuando procedemos a insertar o relacionar distintos dibujos, la lista de capas se vuelve extensa y confusa. Por otra parte si escribimos nombres muy descriptivos, la escritura reiterada de los mismos nombres se vuelve ingrata y propensa a los errores, por el contrario si abreviamos demasiado, puede suceder que pasado un tiempo no recordemos el significado de alguna poco utilizada.

Una alternativa recomendable, es la de elegir y adoptar un “repertorio” fijo y limitado de capas, que abarque nuestras necesidades habituales, y podamos incorporar por defecto en nuestros dibujos, o al menos en aquellos que respondan a un “tema” determinado, sin necesidad de reescribirlas repetidamente en todos ellos,

Esto es bastante fácil de organizar mediante el uso de “plantillas” o dibujos “prototipo”, ya que podemos iniciar un nuevo dibujo, donde creamos y escribimos nuestro repertorio particular, con las propiedades oportunas de color etc., y sin haber dibujado nada dentro del mismo, se procede a guardarlo con un nuevo nombre, en modo “plantilla” y debidamente localizado en una carpeta adecuada. Esto nos permite luego iniciar un nuevo dibujo con esa plantilla, que ya contiene todas las capas escritas siempre con el mismo nombre, y los valores de color, tipo de línea y grosor correspondientes.

Una alternativa posible al uso de plantillas, también puede ser el empleo del “centro de diseño”, que se invoca de una forma inmediata mediante la pulsación combinada “Ctrl + 2”, desplegando en pantalla un cuadro de dialogo con una barra de navegación a su izquierda, que permite recorrer y apuntar a cualquier archivo de dibujo existente en el ordenador, y expandiendo el nodo correspondiente a las capas, muestra en el cuadro derecho la lista completa de las que hay en ese archivo. Marcando aquellas que se considere oportuno y pulsando el botón derecho, se puede incorporar automáticamente en nuestro archivo de dibujo aquellos elementos seleccionados en el cuadro, de tal forma que tampoco sería necesario reescribir constantemente la lista de capas o acomodar una a una sus propiedades.

A continuación se incluye una relación a modo de propuesta que si se examina con detalle es la que figura en la primera fotografía de las que acompañan este artículo, que son las que yo mismo utilizo con arreglo a la experiencia acumulada:

•    A_BASE
•    A_EJES
•    A_MURO
•    A_PILAR
•    B_APARATOS
•    B_CARPINTERIA
•    B_MUEBLES
•    C_COTAS
•    C_MATERIAL
•    C_TEXTO
•    C_TRAMA

El uso de esta lista se emplea normalmente para el dibujo de planos de arquitectura, y el repertorio de nombres esta configurado en primer lugar con una “raíz”, constituida por una sola letra que sirve para agrupar entre sí conjuntos de capas, ya que la lista se muestra por orden alfabético. El primer grupo “A” esta constituido por las capas que contiene los elementos fijos o principales del dibujo. El grupo “B” esta constituido por otras capas que a su vez constituyen conjuntos característicos, pero que en ciertos casos puede interesar que se mantengan ocultos, como en los planos de instalaciones. Por último el grupo “C” contiene capas con elementos mucho más específicos, como cotas, textos o tramas, que suelen añadir una relativa sobrecarga en el aspecto final del dibujo y en ocasiones interesa ocultar globalmente si se quiere “aligerar” el aspecto del dibujo.

La capa “BASE” se emplea por defecto o con carácter dominante, y se le asigna un color azul, pero con un grosor relativamente fino (0,25mm) aunque claramente visible. La capa EJES, se configura en color “rojo”, para destacar visualmente manifestando la estructura y organización del conjunto, pero relativamente compensado con un grosor más fino, (0,18-0,20 mm), y un trazo de punto y raya, que da una clara lectura visual. A continuación la capa “MURO” se utiliza para incluir los contornos de los muros, tabiques y estructuras portantes seccionadas, tanto en “plantas” como en “secciones”, y con la asignación de un color “negro” y un grueso importante (0,6mm) se consigue que destaque la configuración general del edificio de forma acusada.

El resto de capas contienen bloques y objetos que se han configurado previamente para poder ser alojados en cualquier capa, y se distribuyen en el resto de capas como explican sus propios nombres.

Normalmente con esa distribución de capas se aborda la realización de las diferentes plantas del edificio en archivos independientes con el mismo origen de coordenadas, lo que mantiene el número de capas en unos límites bastante reducidos. Otra opción podría haber sido abordar el conjunto de “plantas” del edificio dentro de un mismo archivo, multiplicando el conjunto de la lista anterior, con un digito añadido que permita diferenciar cada planta. No obstante de acuerdo con la experiencia particular, esa opción resulta más engorrosa de manejar una vez que los edificios adquieren cierta complejidad, aunque el programa disponga de herramientas como los filtros para su manejo.

El posible inconveniente de mantener las plantas en archivos separados se resuelve con mucha facilidad mediante la “inserción” como referencia externa disponiendo de un origen de coordenadas común para todos los archivos.

Otras ventajas

A modo de ejemplo, se insertan en este artículo varias fotografías que contiene diversas vistas de la gestión de las instalaciones de una pequeña vivienda unifamiliar.

Entre las imágenes, se puede ver en primer lugar (foto 2) una imagen de las diferentes plantas de un edificio de vivienda unifamiliar superpuestas entre sí, además los trazos destacados de una de las instalaciones. Obviamente esa vista es algo confusa y poco práctica,  pero se trata de una archivo independiente que “solo” contiene los elementos de la instalación de referencia aunque extendidos a todas las plantas, y sobre el que se insertan “todas las plantas del edificio” mediante referencias externas por lo que siempre se mantienen debidamente “actualizadas”

En el caso de este tipo de archivos el repertorio de capas tiene una estructura algo diferente, ya que por un lado solo se asignan capas a los elementos de la instalación, (Px_EBT / Px_TXT / Px_FNT … ) pero en cambio se multiplican estas, por el número de plantas del edificio. Por otra parte la inserción de las plantas generales del edificio es conveniente hacerlas en capas independientes, normalmente con la misma “raiz” de cada planta del edificio “Px_BASE”, para poder inutilizar selectivamente la visualización del resto de plantas del edificio.

Finalmente mediante el uso de filtros guardados con nombre, es posible configurar, el encendido y apagado de las diferentes capas, de forma que se pueda trabajar o consultar los elementos de la instalación en cada una de las plantas por separado. (fotos 3, 4 y 5).

12 – ODBC y BASES de DATOS

Una vez llegados al último tema del guión establecido, cabe decir que en este caso se trata de un tema relativamente colateral y un tanto ajeno a lo que en sí, es el dibujo asistido por ordenador, en el ámbito de la arquitectura.

En todo caso se trata de un tema que puede resultar bastante útil. Básicamente consiste en relacionar objetos dentro de un dibujo de AutoCAD, con “registros” de una “Base de Datos Relacional”  (DGBR), completamente externa al propio AutoCAD, de tal forma que los datos pueden consultarse y modificarse desde el propio dibujo, y al mismo tiempo se pueden insertar en el dibujo “rótulos” de texto sincronizado con los datos del DGBR de forma que si son modificados allí, quede reflejado en el propio dibujo, y además permite la selección y localización dentro de este, de aquellos objetos que responden a criterios de consultas estructuradas “SQL” o de otro tipo, desde la base de datos.

Este tema relaciona dos campos muy diferentes, ambos con gran protagonismo en la informática  actual, pero que han seguido rumbos conceptualmente diferentes, ya que en el caso del CAD lo que se maneja es una concreción geométrica de objetos reales, y en el mundo de los DGBR (o Bases de Datos Relacionales), se manejan estructuras abstractas de datos, con relaciones de vinculación y jerarquía, con total independencia del contenido concreto de los propios datos.

En el mundo de la informática, el manejo abstracto de “datos” (de cualquier tipo), está muy vinculado a los primeros ordenadores, y desde luego su desarrollo es anterior a los primeros intentos de abordar el C.A.D. o diseño gráfico.  De hecho los primeros sistemas operativos en grandes ordenadores, tenían mucho que ver con la gestión y manejo de grandes bases de datos, aunque luego hayan ido evolucionando y a partir de los años 80s, prácticamente el manejo de las grandes bases de datos se haya estandarizado alrededor de las especificaciones SQL.

El manejo de los datos en un DGBR, se organiza a través de un conjunto de “tablas” que se pueden “relacionar entre sí para formar otras más amplias, o bien subconjuntos de aquellas que responden a ciertas condiciones o restricciones. En cualquier caso los “datos” se organizan siempre en forma de una “tabla” organizada en “registros” que son las filas horizontales, y “campos” que son las columnas verticales.

Cada registro se compone siempre del mismo número de campos, y dentro de estos se almacenan los datos de forma que cada uno pueda responder a diferentes tipologías: textos, números, fechas, .. etc. Cada registro constituye a su vez una unidad a modo de ficha, mediante la vinculación propia de los datos contenidos en sus campos, con independencia de que algunos puedan estar vacíos. (Nombre, apellidos, edad, profesión .. etc.). El conjunto de registros puede ser ampliado indefinidamente sin mas restricciones que la disponibilidad de memoria y recursos del ordenador, y esto constituye la “tabla” que se convierte en el objeto básico de los DGBR.

Normalmente las Base de Datos están constituidas por un conjunto más o menos amplio de “tablas” que se relacionan entre sí, y se pueden combinar para formar otras mayores, o bien al aplicar algunas condiciones  y/o restricciones, pueden formar subconjuntos con los  datos resultantes, pero que siempre se manejan y presentan mediante una nueva estructura en forma de “tabla”.

Bases de datos externas, conexión y enlace de objetos

Dado que a partir de cierto tamaño, los datos que puede manejar una empresa o corporación, se gestionan y mantiene en departamentos o servicios especializados fuera del ámbito técnico, y completamente desligados de los trabajos habituales de CAD, puede resultar conveniente en ciertos casos la posibilidad de compartir ciertos datos entre un archivo de dibujo, y alguna base de datos exterior.

A modo de ejemplo la instalación del AutoCAD incluye un archivo de ejemplo: “db_sample.dwg”, que consiste en el dibujo de una  “oficina” en planta, donde figura no solo la distribución de espacios, sino que contiene también una representación de los muebles, y algunos equipos como ordenadores o teléfonos, además de los “rótulos” que identifican los diferentes despachos, puestos de trabajo o zonas,  así como el nombre de los empleados que los ocupan.

La utilidad de un dibujo como ese, podría ser la de facilitar el mantenimiento o la administración de la “oficina” mediante una visión rápida e inmediata de los espacios disponibles y ocupados, por quien lo están, el tipo de ordenadores, equipos o muebles que hay en cada despacho etc. Obviamente en una organización medianamente amplia, los datos correspondientes al inventario o al personal que trabaja en la oficina se gestionan y deciden en sus propios departamentos o servicios, por lo que mantener perfectamente sincronizado el “dibujo” con esos datos y características podría ser una tarea relativamente compleja.

En ese punto es donde aparece la “utilidad” del tema, ya que con toda probabilidad los propios servicios de la entidad, mantienen la información actualizada en sus propias bases de datos, y el manejo de estas responderá con toda seguridad a alguna especificación “SQL”, ya sea a través de Oracle / DB2 / SQLserver  o bien un simple “ACCESS” de Microsoft. integrado en el paquete “Office”.

Lógicamente el dibujo anterior solo es una muestra de ejemplo y el sistema puede permitir por ejemplo el acceso a través de un plano parcelario, a datos de identidad de sus titulares, o cualquier otro tipo de características o información que se “mantiene” y gestiona de forma externa en bases de datos específicas.

Acceso y edición de datos desde AutoCAD

Para poder acceder a los datos desde AutoCAD, en primer lugar es preciso definir un “acceso” específico desde el Sistema Operativo, (en este caso se esta considerando W7) que se realiza a través del sistema “ODBC” (Open Data Base Connect). Esto se hace fuera del programa, abriendo el Panel de Control del S.O. y eligiendo dentro de este, las  “Herramientas de Administración” y aquí la “Fuente de datos ODBC”. Esta opción despliega un cuadro de diálogo donde se puede “Añadir” una nueva conexión, concretando un nuevo nombre, y con ayuda de los cuadros y paneles correspondientes, se localiza el archivo o la carpeta que contiene la base de datos en el propio ordenador o a través de la red. La conexión debe estar basada a su vez en el “driver” adecuado para ese tipo de “base de datos”.

Un vez que iniciamos el nuevo archivo de dibujo dentro de AutoCAD, tenemos que establecer la “conexión” con la base de datos externa, y eso se hace mediante la orden “CONEXIONBD(_DBCONNECT)”. Esta orden despliega una paleta que contiene además de algunas herramientas en la barra superior un diagrama en árbol con las conexiones existentes de datos y los archivos de dibujo abiertos en la sesión.

Si aún no hemos definido la nueva conexión, esto se puede hacer seleccionando el nodo “Fuentes de datos”, y al pulsar el botón derecho del ratón se abre un cuadro que permite asignar un nuevo nombre, y a continuación acceder a su configuración mediante un cuadro con varias solapas, donde seleccionamos el “proveedor”, que depende del tipo de base de datos, la “conexión”, que estará en una lista desplegable como: “el nombre que hemos definido en el Sistema Operativo a través del ODBC”. Podremos comprobar la efectividad de la conexión, y en la solapa “Avanzada”, elegir si queremos hacer la conexión como “solo lectura”, o bien como “lectura/escritura”. Esto puede depender también de los administradores del sistema de la base de datos y las restricciones que puedan existir. Normalmente se puede incluir un sistema de nombres y contraseñas para asegurar los accesos.

Una vez establecida la conexión, con una doble pulsación en el nodo de esta, se despliegan en el cuadro de dialogo todas las “tablas” que contiene la base de datos, además de otros elementos que se vayan configurando como “vínculos”, “consultas” o “rótulos”

Cuando realizamos una doble pulsación en el nodo de una de las tablas, esta se despliega en pantalla como una “hoja de datos” y podemos recorrerla con las barras de navegación. Si el acceso es de “solo lectura” el fondo se presenta gris, y si está habilitada la escritura el fondo es blanco. En este caso podemos insertar el cursor en cualquier campo y cambiar su contenido, que automáticamente quedará modificado en la propia base de datos.

Además de la hoja de datos, la cabecera del cuadro dispone a su vez de algunos botones de herramientas y listas desplegables, que facilitan el manejo general.

Interacción entre datos externos y archivos de AutoCAD

La relación entre los datos externos y los objetos dentro de un archivo de dibujo se realiza a través de un sistema de “vínculos”. El “Vínculo” es una conexión virtual que se realiza dentro del archivo de dibujo, y por tanto se guarda y almacena con este, entre un bloque o cualquier otro objeto del dibujo, y uno o varios “registros” en la tabla de datos, de tal forma que cuando posteriormente se seleccionen los datos en la tabla, se identifican los objetos “vinculados” en el dibujo o viceversa, cuado se selecciona un determinado conjunto de objetos en el dibujo se destacan estos en la hoja de datos.

La definición de los vínculos obviamente se va realizando entre objetos y registros uno a uno, pero una vez establecidos todos, podemos acceder a las selecciones desde el dibujo a los datos o desde los datos al dibujo. Además de los vínculos existen otro par de mecanismos, que son los “rótulos” y las “consultas”.

El “Rótulo” es un objeto de texto, que se inserta en el dibujo de AutoCAD, pero cuyo contenido es el dato de la base de datos externa, de tal forma que cuado este se modifica en la base, de forma externa al archivo de AutoCAD, al volver a abrir el archivo de dibujo, el texto del rótulo se encuentra actualizado con el nuevo valor.

La “Consulta”, es una herramienta propia de los sistemas de bases de datos y sirven para establecer criterios de selección sobre estos, que permiten reducir o presentar solo una parte del conjunto completo de datos. Hay que tener en cuenta que el manejo de una base de datos, puede contener varios miles de registros por lo que estos mecanismos son fundamentales y habituales en la gestión de las bases de datos.

En la operación normal del programa, tanto los vínculos como los rótulos se definen previamente a través de “plantillas” que son las que contienen la configuración, y los “campos” o datos que intervienen en cada caso. Entre las herramientas que se encuentran tanto en la hoja de datos como en el cuadro general, se encuentran herramientas para definir primero las plantillas mediante los cuadros de dialogo oportunos, y luego cada uno de los registros seleccionando la plantilla oportuna en la lista desplegable.

En el caso de las consultas, estas se realizan a través de un cuadro de dialogo con varias solapas que van incorporando un nivel mayor complejidad. Una vez configuradas, también pueden ser almacenadas en una lista propia de nombres que se puede recuperar y ejecutar en ocasiones posteriores.

 

11.2 – ILUMINACION y RENDER (B)

Asignación de Materiales

La asignación de materiales a las superficies de un modelo en 3D, tiene a su vez dos niveles relativos. El primero de ellos que podemos considerar como el de “material simple” supone asignar el material, elegido desde el repertorio de una librería, o bien definido expresamente mediante sus propiedades, en cuyo caso además de ser aplicado sobre algún objeto de la escena, puede guardarse en la librería para ser empleado en otra ocasión.

El tipo de material simple, supone que tiene un aspecto uniforma y continuo y sus propiedades dependen del “color”, que a su vez está subdividido en tres niveles, “Difuso” “Ambiente” y “Especular”, de forma que cada uno de ellos sería el color que se aplica en las distintas fracciones de luz que configuran el color propio del objeto, o contribuyen al color de la luz ambiente, o configuran los brillos reflejados por este. Además del color de los objetos, también se configuran otras propiedades como son el “brillo”, la “opacidad” o transparencia, la “reflexión”, la “refracción” o la capacidad para mostrarse translúcido, autoiluminado, etc.

El segundo tipo de materiales, que resulta aún más complejo, supone que además de las propiedades anteriores, se puedan aplicar sobre él, ciertas imágenes o dibujos propios que se extienden a lo largo de toda la superficie del material, como podría ser por ejemplo el caso del “ladrillo”, las vetas de la “madera”, o simplemente la “etiqueta” o el “rótulo” en un determinado envase.

Mapeado de Superficies

En este segundo tipo de casos, además de las propiedades anteriores, es preciso asignar sobre el material cierto tipo de archivos o patrones, que contienen la definición de esos dibujos básicos o elementales, pero a su vez, también hay que definir una geometría local, para configurar la forma y tamaño relativo con la que es preciso repetir estos dibujos elementales, sobre la superficie del objeto final y sobre todo la forma de proyectar la “imagen” en la superficie correspondiente. Este último procedimiento es lo que se conoce como “MAPEADO” de los materiales. En el caso del ladrillo, este mapeado sería el que nos define y regula el tamaño relativo de los ladrillos con respecto a la fachada completa o modelo general, ya que obviamente tiene que estar en consonancia si se pretende obtener un resultado razonable.

Como puede intuirse tanto de las características de iluminación como de los conceptos avanzados sobre la aplicación de materiales, se comprende que la parte del modelado en 3D, es una tarea, que puede llegar a ser tremendamente compleja y laboriosa, por lo que queda a criterio de cada usuario el nivel hasta el que debe profundizar en el tema.

Una estimación razonable, podría ser la de conocer con relativa claridad las bases de la iluminación y la aplicación de materiales, con la posibilidad de abordar o resolver trabajos sencillos o bien con niveles de desarrollo esquemático, para descargar los modelos más complejos y elaborados como una ejecución por especialistas en esta materia.

Librerías y Editor.

La instalación del AutoCAD incluye una librería de materiales que abarca varias solapas de las “Paletas de Herramientas”. Los materiales de esta librería se pueden trasladar de forma dinámica al “Editor de Materiales”, que se despliega con la orden “MATERIALES(_MATERIALS)”, que es en el que se puede seleccionar, asignar, modificar materiales existentes o configurar y crear nuevos materiales.

El acceso al editor, se puede realizar desde la opción “Render” en el menú “Ver” o bien desde el espacio de trabajo 3D en la solapa “Render”. El editor de materiales dispone de un visor en la parte superior donde se presentan una serie de muestras, de los que uno se encuentra activo y es sobre el que se van ajustando los parámetros y modificaciones.

Justo debajo del visor se encuentran algunas herramientas que sirven para regular las características de las muestras, borrar y crear materiales, o bien asignarlos a los objetos y superficies del modelo.

A continuación en el bloque inferior existen varias solapas o apartados que se despliegan a voluntad, dando acceso a los diferentes tipos de controles, cuya presencia depende también del tipo elegido de material, o de si este es simple o complejo. Desde aquí se accede en su caso a los archivos auxiliares que contienen las definiciones de texturas y mapas que se aplican en los materiales complejos, identificándose en el visor tanto el material complejo como sus componentes por separado.

Dentro de las solapas del editor se define el tamaño relativo o la repetición sucesiva de los patrones superpuestos en el caso de los materiales compuestos, aunque tomando como referencia el tamaño de la muestra que luego se aplica en el modelo con un tamaño unitario del icono o glifo con el que se tiene que definir el “mapeado” del material. El uso del editor resulta complejo por lo que necesita una dedicación y practica considerables si se quiere manejar con cierta soltura.

La definición del “mapeado” sobre los objetos y superficies del modelo 3D, constituye la configuración del modo en que se “proyectan”, cada una de las imágenes que definen el material sobre la superficie de los objetos.

Con el fin de aclarar esa idea podemos pensar en lo que sucede si tratamos de proyectar una imagen plana, que corresponde al aparejo de una pared de ladrillo, contenida en una imagen en la que todas las piezas son iguales y del mismo tamaño, sobre la superficie de un muro curvo. Evidentemente, en las partes del muro que este se aproxima a la superficie de referencia, los ladrillos de la imagen proyectada, se parecen bastante a la forma real, pero en las partes que la curvatura del muro lo separa del plano de proyección, cada uno de los ladrillos se va distorsionando progresivamente aumentando la longitud relativa en la dirección de la curvatura.

Aplicación del Mapeado

Con el fin de corregir ese problema, el programa dispone de diferentes modos de “mapeado” que en última instancia no son mas que otras tantas formas geométricas de establecer la proyección entre los archivos que contienen la “imagen” de cada material, y las superficies de los objetos, con el fin de evitar o paliar en la medida de lo posible, ese tipo de distorsiones.

Los tipos de “mapa” contemplados por el programa son cuatro: “Plano”, “Caja” “Cilindro” y “Esfera”. En todos los casos el mapeado se define seleccionando en primer lugar el tipo de mapa, y a continuación el objeto del dibujo sobre el que se quiere aplicar. A continuación el programa presenta un “icono” o “gizmo” que mediante unas marcas activas se puede modificar de tamaño, desplazar o girar hasta que consigamos el ajuste óptimo con el modelo que queremos mapear. El tamaño del “gizmo” es la referencia unitaria sobre el que se van a repetir la imagen del mapeado, el número de veces que tengamos especificadas en el editor de materiales.

Hay que destacar que las técnicas de mapeado nos sirven lo mismo para representar un muro de ladrillo visto o un suelo de baldosas que se repite sucesivamente, como cuadro en una pared interior, ya que en este caso podemos asignar como material la imagen plana del cuadro contenida en un archivo de tipo “raster” apropiado, y asignarlo sobre un área rectangular en la superficie de la pared mediante el ajuste oportuno del “gizmo” de mapeado plano.

El mapeado “Plano”, es que se aplica normalmente sobre superficies planas, y sirve tanto para ajustar la orientación de la proyección, como el tamaño relativo y sus repeticiones.

 

El mapeado de “Caja”, constituye una variante del anterior, ya que configura el mismo tipo de proyección, pero en este caso se acomoda y repite independientemente a cada una de las tres direcciones del espacio, evitando tener que desglosar y detallar independientemente el mapeado en cada una de las direcciones, lo cual es bastante útil en el caso frecuente de fachadas de edificios etc.

Los mapeados “Cilíndrico” y “Esférico” obviamente constituyen proyecciones de las imágenes del material sobre superficies de una sola curvatura y de doble curvatura.

Ejecución del Render.

Una vez que tenemos establecida la iluminación del modelo y asignados todos los materiales y en su caso los mapeados de los materiales compuestos, solo queda seleccionar el repertorio de puntos de vista o escenas que nos interesa y aplicando la ejecución del “Render”, obtenemos como resultado un repertorio de imágenes virtuales, que se almacenan luego an archivos independientes.

La ejecución del “Render” dispone de un cuadro de dialogo para configurar multitud de parámetros ya que muchas veces, cuando se están realizando pruebas, nos interesa un compromiso entre la rapidez de ejecución y la calidad de acabado.

Otra de las opciones que se puede configurar en el render es la asignación de un entorno determinado, en el que se puede incluir una “fotografía” como fondo, de tal forma que si ajustamos correctamente el punto de vista del modelo con la perspectiva de la fotografía del fondo, se puede obtener el efecto de superposición virtual del edificio proyectado en su entorno real.

 

11.1 – ILUMINACION y RENDER (A)

Como ya se ha comentado anteriormente, una de las principales razones del modelado 3D en los ordenadores, es la de generar “Presentaciones” con un carácter tan realista y fiel, al proyecto que se quiere ejecutar, como sea posible.

Normalmente la elaboración de presentaciones tiene dos posibles vías, la primera sería la generación de imágenes estáticas con la mejor calidad y resolución posible que posteriormente acompañan o complementan las presentaciones de un proyecto. La segunda vía es la de generar “animaciones” con movimiento, en las que se pueden incluir recorridos de una cámara virtual por el interior o exterior del modelo, o bien procesos de montaje o ensamblaje, de forma que se pueda mostrar el proceso constructivo, o la configuración interna de las partes interiores de un determinado objeto. En este segundo caso se requieren medios más especializados, o instalaciones complementarias como una pantalla para las presentaciones, la convocatoria de público a un acto determinado etc. Esto hace que se dependa también de otras circunstancias ajenas, aunque no obstante la proliferación de animaciones de video en plataformas como “YoTubre” y la disponibilidad casi universal de conexión permanente con “Internet” convierte esta vía en otra opción a considerar.

Normalmente la vía de la animación tiene menos presencia en el mundo técnico de la arquitectura, aunque sin embargo sea la primordial en el mundo de los videojuegos. Dentro del programa AutoCAD, no se contempla la realización de animaciones pero sin embargo existe un programa desarrollado y comercializado por la misma compañía, “3Dstudio”, el cual es de hecho una referencia en la realización de animaciones, y permite con suma facilidad importar y exportar los “modelos” y en general los archivos de trabajo elaborados con “AutoCAD”. No obstante conviene advertir que el mundo de la animación en 3D es lo suficientemente especializado y complejo, como para mantener una separación clara entre ambos tipos de trabajos.

La vía de las “Ilustraciones estáticas” es la que se utiliza con mayor frecuencia en arquitectura y construcción y a su vez se basa en dos partes o pilares fundamentales, que son por un lado el control de la “ILUMINACION”, y por otro lado el control del aspecto de materiales y superficies de los objetos, mediante la aplicación de MAPAS de SUPERFICIE, que permiten asignar diferentes texturas o aspectos a los objetos.

En este caso nos vamos a ocupar exclusivamente de la elaboración de imágenes virtuales de tipo fotográfico, aplicando a los modelos ya elaborados en tres dimensiones, los parámetros o elementos de iluminación oportunos, y “mapas” de superficie.

Una vez ajustada la “iluminación” y las características de “materiales y superficie”, el ordenador realiza una proceso de “calculo numérico” muy exhaustivo, que a veces puede requerir tiempos de varios minutos, por lo que normalmente son tareas para dejar en procesos automáticos y desatendidos, que finalmente generan una o varias “imágenes” virtuales de calidad fotográfica, que se guardan en archivos independientes como cualquier otra fotografía.

Presentaciones RENDER

Se denomina “RENDER” al proceso de cálculo numérico que realiza internamente el programa para obtener una imagen virtual del modelo, en función no solo de la geometría de los objetos en tres dimensiones, sino que se incorporan también a través de un proceso de cálculo numérico, las propiedades físicas de la iluminación que se ha definido, junto con la reflexión y absorción de luz para los distintos tipos de materiales, hasta obtener un resultado final en forma de una imagen fotográfica del modelo iluminado. (“En la imagen adjunta se incluye un ejemplo de imagen virtual que se encuentra en el propio manual del AutoCAD”)

El proceso normal para la realización de imágenes, comprende las siguientes etapas:

  1. Elaborar la geometría del modelo en 3D
  2. Establecer las condiciones de Iluminación, detallando los diferentes parámetros y/o fuentes de luz para el conjunto de la escena.
  3. Asignar los diferentes tipos de materiales con sus propiedades, en cada una de las superficies, y cuando sea necesario, ajustar el “mapeado” o condiciones de geometría local para aplicar texturas o tramas de superficie a cada uno de los objetos del modelo.
  4. Finalmente seleccionar un determinado repertorio de “escenas” o puntos de vista diferentes, para ir aplicando en cada uno de ellos, la ejecución del proceso “RENDER”, que va generando mediante el oportuno cálculo, cada una de las “imágenes virtuales” que después guardamos y gestionamos como archivos independientes en formato “*.JPG”, o cualquier otro que resulte oportuno.

Las etapas 2 y 3, en realidad son intercambiables entre sí, y además son procesos concurrentes, ya que pueden ir solapándose a medida que avanzamos en la elaboración del modelo, incluso también con la etapa 4, sobre todo en las fases de aprendizaje, ya que a medida que vamos asignando elementos se van “probando” los resultados que genera cada uno de los elementos, para poder descartar o confirmar las diferentes opciones.

En todo caso cuando la experiencia y el conocimiento de los resultados previsibles son suficientes, el esquema de etapas anterior se hace más nítido y estricto, aunque también con el posible intercambio de las etapas 2 y 3.

Cuando se aborda la elaboración de modelos 3D El programa AutoCAD dispone de una configuración específica de “espacio de trabajo” denominado “3D Modeling”, que tiene una configuración específica de la “cinta de opciones” o “Ribbon” bastante útil y recomendable, ya que agrupa a través de la solapa “Render” la mayoría de las órdenes y elementos que se utilizan, desde los estilos de visualización hasta los cuadros de opciones para configurar la ejecución del “render”, pasando por las luces, los materiales, los mapas de sombreado, o la localización geográfica que establece correctamente las sombras generadas por el sol en una hora determinada.

Iluminación

La ayuda del programa describe los aspectos relativos a la iluminación de los modelos 3D, dentro del manual de usuario, en su último capítulo dedicado a “Modelizado de un dibujo para la presentación”.

En este tema se habla en primer lugar de la “Iluminación por defecto”, que supone la existencia de una iluminación por defecto, que opera aunque no hayamos realizado ninguna otra especificación, de forma que cualquier escena se visualizan con unos niveles suficientes para representar correctamente su volumetría y el aspecto general. Esa iluminación está configurada por dos orígenes distantes, vinculados al punto de vista de forma que las condiciones de brillo y contraste de los objetos se vean correctamente.

La iluminación por defecto debería desactivarse cuando se fijan condiciones particulares de iluminación en la escena. De hecho cuando incorporamos nuevos objetos de iluminación esto se recuerda a través de un mensaje del sistema.

Además de la iluminación por defecto el sistema dispone de la opción, para definir una posición geográfica, junto con parámetros de altitud, posición, orientación y hora del día, de forma que se puede establecer la posición del sol para poder calcular una representación rigurosa de las sombras propias y arrojadas en el caso de edificios vinculados a un emplazamiento concreto.

Con independencia de la iluminación por defecto o la iluminación del “Sol” en una ubicación geográfica, el programa gestiona la iluminación mediante la incorporación y definición objetos de iluminación que se incorporan dentro de la escena mediante un símbolo o “glifo” característico, que puede ser desplazado, movido, o girado, lo mismo que cualquier otro objeto de AutoCAD. Esto objetos de “iluminación” pueden ser de tres tipos diferentes de forma que cada uno tiene sus parámetros y propiedades.

Los tipos son: “Luces puntuales”, “Focos de iluminación” y por último “Luces distantes”. El primer tipo corresponde a un punto de luz, a modo de bombilla aislada, que emite luz en todas direcciones de forma homogénea, y se amortigua con la distancia. En el segundo caso la iluminación es direccional y esta representada por un “cono” de luz con unas determinadas características de abertura, y atenuación, con una transición más o menos gradual. Finalmente la luz direccional no tiene atenuación, y está caracterizada por una sola dirección, que podría considerarse equivalente a una luz puntual muy distante situada en esa dirección.

Mediante el oportuno cuadro de dialogo o las propiedades de los objetos designando los “grifos” correspondientes, se puede acceder a los parámetros propios de cada objeto de iluminación.

En las versiones recientes del programa, se ha incorporado también la posibilidad de realizar cálculos fotométricos para la iluminación o también incorporar objetos definidos por sus características fotométricas, de forma que los resultados además de ser mas precisos pueden incluir modelos de luminarias específicas de fabricantes concretos definidos a través de archivos y datos estandarizados de acuerdo con las normas internacionales más habituales.

 

 

10.4 – DIBUJO 3d y SÓLIDOS (D)

Objetos en 3D.  Sólidos, definición y edición.

En la primera parte de este capítulo, se comentaba la diferencia entre los armazones alámbricos, las mallas de superficie compleja, y los objetos sólidos.

En general y con respecto a la generación de imágenes y presentaciones en 3D, la utilización de sólidos, no tienen ninguna ventaja adicional respecto al manejo de mallas y superficies, pero sin embargo aportan una diferencia sustancial en la definición geométrica de piezas y componentes que luego tienen que derivar a procesos de fabricación o cálculo numérico, en los que el conocimiento de sus propiedades estáticas es fundamental. Por otra parte cuando se tiene definida una geometría de sólidos más o menos compleja siempre es posible obtener de forma inmediata las mallas de las superficies que definen su envolvente.

Como ya se había comentado, la estrategia general cuando se trabaja con “sólidos”, es la de iniciar el modelo mediante un repertorio de figuras simples que luego se van sumando, restando o intersecando entre ellas, hasta obtener un objeto determinado. Las figuras simples pueden ser o bien un repertorio determinado de figuras básicas, o bien estar generados por la aplicación de ciertas funciones sobre cierto tipo de entidades u objetos planos como las regiones.

 Las figuras básicas disponibles se encuentran en la primera parte del menú de “modelado” dentro del de “Dibujo”, y estas son: “Prisma rectangular”, “Cuña”, “Cono”, “Esfera”, “Cilindro”, “Toroide” y “Pirámide”. Cada una de las figuras primitivas se define con un repertorio de parámetros que se solicitan a través de la línea de órdenes o las opciones de menú correspondientes.

Además de las figuras básicas o primitivas, en el caso de los sólidos también es posible generarlos, mediante operaciones de “barrido”, “extrusión”, “revolución” y “solevación”. Este tipo de operaciones son similares o equivalentes a la generación de superficies de malla, pero no se deben confundir ya que en este caso lo que se genera son objetos sólidos definidos por todo el volumen que ocupan y no solo por su superficie como en aquel caso. Este tipo de operaciones está explicado con toda claridad en la “Ayuda” del programa.

La combinación de los sólidos iniciales mediante las operaciones booleanas de “unión”, “diferencia” e “intersección”, permite generar cualquier tipo de figura compleja, como ahuecar objetos con un cierto espesor de paredes, hacer agujeros y/o vaciados, etc.

La forma de operar interna del programa es la de mantener una estructura de datos interna en la que conserva los valores de los objetos iniciales, y los de todas las operaciones de unión resta o intersección, lo que permite conocer y calcular los valores finales a través de la estructura en árbol correspondiente. De todas formas este tipo de estrategia hace que indirectamente el volumen de “calculo numérico” que se efectúa dentro el ordenador puede crecer muy deprisa en función de la complejidad de cada modelo, y aunque la potencia de cálculo es bastante desahogada, la complejidad puede conducir a una cierta “pesadez” en el manejo de los modelos, por lo que puede ser conveniente adoptar las estrategias oportunas para subdividir los modelos más complejos en archivos de trabajo independientes, que luego se ensamblan solo para el resultado final, ya ser por integración completa o como referencias externas.

Consulta de volúmenes y momentos de inercia.

Una de las diferencias primordiales en la utilización de sólidos, es la posibilidad de asignar “densidades” al volumen que ocupan y de esta forma obtener los valores de sus propiedades estáticas como centros de gravedad, inercias, o la orientación efectiva en el espacio de los ejes principales de inercia, lo que equivale a diagonalizar el tensor de inercias de cualquier objeto, lo cual si recordamos el cálculo tensorial, constituía un problema numérico de cierta laboriosidad.

En el programa AutoCAD existe una orden “PROPFIS(_MASSPROP)”, que se encuentra disponible en el menú “Herr/Consultar” permite designar uno o más objetos sólidos, señalando en la pantalla y a continuación presenta sus propiedades en una ventana de texto, con la opción de escribir esos datos en un fichero ASCII.

 

 

10.3 – DIBUJO 3d y SOLIDOS (C)

Coordenadas en 3D y trabajo sobre el plano XY

Como ya se había comentado en otras ocasiones el trabajo con la geometría habitual se realiza de forma predeterminada en una proyección ortogonal del plano XY, de forma que resulta más inmediata y cómoda la definición de intersecciones, tangencias, perpendicularidad, y otras muchas relaciones geométricas. No obstante cuando se trabaja en un espacio de tres dimensiones, aunque se tenga acceso a la definición de las coordenadas de cualquier objeto en el espacio 3D, esto puede suponer una restricción excesiva, que se resuelve en la práctica con la incorporación de los sistemas de coordenadas personales, de tal forma que sobre el espacio inicial, podemos definir un nuevo sistema particular de coordenadas, que orientamos a nuestra conveniencia, sin ningún tipo de restricción, y a partir de ese momento tenemos situado el plano de trabajo XY, en la orientación que más nos convenga en cada momento.

 El manejo de los sistemas de coordenadas personales, se realiza igual que otros repertorios de estilos, mediante la asignación de un “nombre” o etiqueta particular que identifica cada nuevo sistema de coordenadas y permite volver a él en cualquier momento a través de la gestión de una “lista” en la que siempre se identifica de forma singular el sistema de coordenadas inicial o “Universal”. El sistema principal o universal se identifica también en pantalla con la presencia de un pequeño cuadrado sobre el centro del icono que representa los ejes de coordenadas, que desaparece cuando nos situamos en un sistema de coordenadas particular.

Para el manejo de los sistemas personales de coordenadas, el programa dispone de dos órdenes complementarias, por un lado “SCP(_UCS)” que sirve para definir un sistema nuevo, y se puede invocar desde la línea de ordenes, o también desde el menú de persiana “Herr”, o en la cinta de opciones “Vista”. En ambos casos dispone de un submenú que desarrolla varias alternativas para definir el nuevo sistema de distintas formas. Además de esto dispone también de opciones que invocan directamente el sistema Universal, o al sistema utilizado inmediatamente antes.

Cuando se define un nuevo sistema, el programa lo asume directamente actualizando el icono que representa los ejes de coordenadas, pero sin solicitar la asignación de un nombre particular. No obstante cuando invocamos el cuadro de dialogo correspondiente mediante la orden “ADMINSCP(_UCSMAN) se presenta una lista con todos los sistemas guardados, y también se identifica el actual aunque no tenga un nombre particular, junto con el inmediato anterior. La modificación o asignación de un nuevo nombre se realiza editando directamente la “etiqueta” correspondiente con un doble clic. También podemos “activar” cualquier otro, o simplemente borrarlos apuntando al nombre correspondiente y pulsando “suprimir” desde teclado.

Cuando definimos un nuevo sistema de coordenadas, se presentan varias opciones en el menú, que permiten definir el nuevo sistema, directamente alineado con una cara 3D, o bien con un objeto, o con la vista actual. También se puede definir situando un nuevo “origen” manteniendo las orientaciones de los ejes, definiendo una nueva alineación para el eje “Z” o bien definirlo por 3 puntos, que siempre es la opción más general. También se puede definir el nuevo sistema mediante giros sucesivos en cada uno de los tres ejes de coordenadas.

La definición de un nuevo sistema por “3 puntos” es la opción que actúa por defecto en la llamada de línea de órdenes, y a medida que vamos identificando sucesivamente los 3 puntos, el sistema los interpreta como se expone a continuación, aunque también se puede interrumpir en cualquiera de ellos.

El primer punto designado se interpreta como un nuevo “origen”, con la misma orientación de los ejes si se interrumpe la secuencia. El segundo punto se utiliza para definir junto con el anterior, la parte positiva del eje X. Finalmente cuando señalamos el tercer punto, este se utiliza para identificar la parte positiva del nuevo plano XY, y con ello queda completamente definida cualquier nueva orientación de un sistema personal de coordenadas, actualizando a partir de este momento, la representación del “icono” con la nueva orientación de los ejes.

Objetos en 3D.  Caras, mallas y superficies. Definición y edición.

La orden “3DCARA(_3DFACE)” crea un objeto superficial de 3 ó 4 lados en el espacio, que es la pieza más elemental para el trabajo de modelado en tres dimensiones. Aparentemente se representa por su contorno como un triángulo o un cuadrilátero, pero es susceptible de ocultar cualquier objeto que se encuentra por detrás, en un “ocultamiento de líneas”, o bien de adoptar color, sombra o textura de superficie, en los estilos de visualización correspondientes.

Cuando se invoca la orden, se inicia una rutina que a través de los mensajes va pidiendo sucesivamente los puntos que forman el contorno, los cuales se deben definir siguiendo un orden circular a lo largo del contorno, para evitar “cruces” que en su caso generan “alas de mariposa”. La rutina se puede interrumpir con “Intro” a partir del tercer punto en cuyo caso se dibuja el triángulo, pero también se puede continuar, una vez completados los cuatro primeros puntos, cuando se dibuja el cuadrilátero correspondiente, y seguir definiendo sucesivamente otros “pares de puntos, de forma que con los dos anteriores forman un nuevo cuadrilátero, y se va configurando una especie de “cinta”.

Una vez dibujado un conjunto de 3Dcaras, que se encuentran en una determinada superficie, los contornos o aristas de las caras pueden ser un estorbo en algunas representaciones rápidas, o generar cierta confusión de percepción en personas ajenas. El programa permite controlar la posibilidad de hacer “invisibles” a voluntad, ese tipo de aristas. Por un lado se puede actuar con la opción “invisible” en la orden “3Dcara” justo antes de señalar el primero de los dos puntos que configuran la arista, o bien a posteriori editando oportunamente el objeto. En todo caso hay que mantener cierta previsión para evitar caras con todos sus contornos invisibles que luego sería difícil poder designar para alguna modificación posterior.

La orden “3DMALLA(_3DMESH)” se puede considerar como una evolución compleja de “3Dcara”. Genera conjuntos agrupados de cuadriláteros organizados en filas y columnas. El objeto esta caracterizado por tener un determinado numero de filas (M) y columnas (N) que define una superficie arbitraria mediante un conjunto de cuadriláteros que pueden adoptar cualquier geometría en el espacio. Su geometría queda definida por las coordenadas espaciales de cada uno de sus vértices, que en total serán: (M+1)*(N+1) y son completamente independientes.

A modo de ejemplo, una de las utilidades que puede tener esta orden, es la de modelar la superficie del terreno, en un área rectangular determinada. Supongamos que se divide el área rectangular en M x N filas y columnas, y en cada intersección se obtiene la cota de altura del terreno. Posteriormente con la orden “3Dmalla” podemos definir en primer lugar el número de filas y columnas de la malla, y a continuación ordenadamente las coordenadas de cada uno de los vértices, de las que obviamente la X y la Y determinan la posición horizontal del vértice y la Z su cota de elevación en el terreno. Finalmente obtendremos una “malla” en 3D que modela rigurosamente la superficie del terreno en esa área, aunque en función del tamaño o resolución de la malla.

Lógicamente en cuanto el número de dimensiones es un poco amplio, la cantidad de datos a escribir de forma manual hace que esa posibilidad sea inviable, no obstante la orden en cuestión es muy útil y practica cuando su ejecución se combina con alguna rutina programada en AutoLISP, o algún lenguaje de macros que pueda “automatizar” de forma coordinada la entrada de datos correspondientes.

El repertorio de órdenes para el trabajo con superficies en 3D, se basa en la definición de algunas formas simples con carácter de elementos básicos, como son; El prisma rectangular o paralelepípedo, una cuña, un cono, una esfera, un cilindro, un toroide y una pirámide. En estos casos, cuando se inicia la orden se van solicitando los diferentes parámetros que configuran sus formas finales, como radio, ancho, alto etc.

Además de las primitivas anteriores, también podemos generar superficies complejas con objetos “3Dmalla” que se generan mediante funciones que combinan alguna línea primitiva o generatriz con algún tipo de desplazamiento de esta a través del espacio. En este caso podemos citar superficies de: Revolución, Tabuladas, Regladas, e Interpoladas.

Las mallas de “Revolución” se crean con la orden “SUPREV” que permite definir un giro completo o parcial de una línea respecto a un eje cualquiera en el espacio, y genera la superficie barrida por el giro de referencia. La resolución de la malla resultante depende de dos variables de configuración “SURFTAB1” y “SURFTAB2”, que contienen un numero entero que es el de divisiones de la malla generada en cada uno de los dos sentidos.

Las mallas “Tabuladas” se crean con la orden “SUPTAB” y generan la superficie barrida por una línea directriz, que puede ser recta, curva o polilínea, a través de un desplazamiento recto, o extrusión, que puede estar definido a su vez por un segmento de línea recta o con dos puntos auxiliares.

Las mallas “Regladas” se crean con la orden “SUPREGLA” y genera una superficie “reglada” o constituida por un conjunto de segmentos de línea recta que se apoyan a su vez en dos “directrices” situadas en el espacio, que pueden ser a su vez rectas o curvas en el espacio. Esto constituye por ejemplo, una forma inmediata de generar paraboloides hiperbólicos o capialzados.

Las mallas “Definidas por lados” se crean con la orden “SUPLADOS” y generan una superficie adaptada o interpolada entre cuatro líneas directrices que pueden tener una curvatura compleja en el espacio, pero tienen que ser coincidentes en cuatro puntos, configurando un recinto cerrado. La superficie se genera interpolando funciones bicúbicas en las dos direcciones entre ambos pares de generatriz-directriz.