3D na Educação: Abordagens, Metodologias, Implementação.

 1 - Capa

Comunicação no âmbito do encontro Disciplina TIC - Competências para a Vida, organizada pela ANPRI no dia 27 de janeiro, na biblioteca municipal de Albergaria-a-Velha

2 - Porquê apostar no 3D?

A modelação é uma tecnologia que se encontra num ponto de cruzamento entre saberes de diferentes disciplinas: Artes, pela abordagem à perspetiva, métodos de representação, luz e cor, forma; Matemática, pelo uso do espaço cartesiano (inerente à representação digital tridimensional), geometria, e lógica em processos de modelação. As TIC trazem domínio de ferramentas digitais, pesquisa e tratamento de informação, lógica, e processos de pensamento computacional (repetições, sequências, decomposição).

Manipular o espaço tridimensional no interface das aplicações de modelação 3D mobiliza conhecimentos de perspetiva e métodos de representação. Durante o processo de modelação, podemos alternar entre vistas e alternar entre visualizações perspéticas, que nos parecem mais realistas, ou ortogonais, que nos mostram as reais dimensões do objeto, sem as distorções induzidas pelas regras da perspetiva paralela. Esta experiência pode complementar aprendizagens de Educação Visual.

Forma, textura, luz e cor são conceitos inerentes ao trabalho em 3D. A Forma está explícita na manipulação de geometrias para criar objetos. O seu aspeto pode ser determinado com diferentes níveis de realismo, interligando-se as técnicas de texturização em 3D com conceitos ligados à luz e cor abordados em Educação Visual. Na representação 3D nas aplicações mais avançadas, a cor dos modelos é o resultado da simulação dos efeitos da luz sobre texturas dos materiais, enquanto que nas mais simples podemos abordar elementos da cor, como cromatismo, cores quentes/frias e complementaridade da cor. As construções geométricas podem ser exploradas de forma direta, utilizando as ferramentas de modelação (especificamente traçagem de linhas, arcos e figuras geométricas), ou como elemento gerador na modelação de superfícies. Conceitos elementares de geometria, como formas geométricas, ponto, linha, são inerentes às técnicas de modelação por primitivos.

A Matemática sustenta o 3D, como vertente de desenho vetorial. No seu mais elementar, podemos explorar o conceito de espaço cartesiano, que os alunos abordam em duas dimensões, X e Y, e que nos projetos de modelação 3D recorre à terceira (Z). Embora o interface das aplicações suavize este aspeto da modelação, podemos mostrar aos nossos alunos que necessitamos de coordenadas para uma representação rigorosa, quer no plano quer no espaço. Na modelação por traçagem e manipulação de superfícies, os alunos podem mobilizar conhecimentos de geometria (pontos, medianas, diagonais, tipos de figura geométrica, medições). O mecanismo das operações booleanas de corte e união pode ser interligado com operações de soma com números positivos e negativos.

As aprendizagens mais específicas de TIC podem ser potenciadas pela modelação 3D em diferentes níveis. No mais elementar, temos o domínio de ferramentas digitais, passando pela aprendizagem do interface das aplicações de modelação 3D, mas não só. Ao trabalhar no desenvolvimento de projetos, o aluno tem de saber organizar o seu trabalho num ambiente digital, gerir ficheiros e operações no sistema operativo, adotando posturas de segurança e ergonomia no seu trabalho. Algumas operações específicas de modelação (cortes e uniões booleanas) são implementações de lógica computacional. Pesquisa e tratamento de informação são elementos essenciais ao bom desenvolvimento de um projeto de modelação, quer como enquadramento do trabalho quer como elemento gráfico de apoio à modelação. Se o aluno estiver a recriar um elemento do real, necessita de pesquisar referências fotográficas que o ajudem a perceber como ele se constitui em diferentes pontos de vista.

Alguns elementos de pensamento computacional estão também presentes neste tipo de trabalho. Criar um projeto de modelação 3D é, em essência, conseguir estruturar processos de trabalho num algoritmo a seguir, adaptável conforme as necessidades do projeto. Adotar processos de repetição e decomposição, decompondo um modelo complexo nos elementos que o constituem e identificando quais se repetem, e com isso selecionar o que realmente tem de ser criado de raiz e o que pode ser copiado ou duplicado, agiliza o trabalho de modelação 3D.

Para além das aprendizagens e conteúdos específicos, levar os alunos a experimentar esta tecnologia pode dotá-los de competências com potencial nos seus percursos futuros. Como tecnologia, o 3D tem um importante impacto nas áreas CTEM, cultura maker, design, concepção de produtos, desenho técnico, artes visuais e arquitetura. Levar os alunos a descobrir esta tecnologia, é, como em tantas outras, ajudar a potenciar as suas capacidades.

O grande objetivo desta abordagem não é formar futuros modeladores 3D, mas sim mostrar-lhes como usar o computador enquanto ferramenta de criação, integrada em projetos significativos dentro da disciplina ou em abordagens de partilha interdisciplinar, mobilizando conhecimentos de diferentes áreas. Fundamentalmente, abrindo os seus horizontes, mostrando-lhes o potencial de uma tecnologia que já utilizam como consumidores passivos, nos campos dos jogos e cultura popular audiovisual, e que com esta experiência poderão descobrir como utilizar em processos criativos.
 

3 - Abordagens: Iniciação

Como trazer a modelação 3D para a sala de aula? É muito óbvio observar isto, mas é essencial haver uma primeira fase, de aprendizagem elementar das ferramentas. O objetivo é o dar aos alunos conhecimentos elementares de tipos de modelação, processos de trabalho e interface de aplicações. É importante partir de projetos simples, evitando uma abordagem demasiado abrangente e exaustiva.

Da minha experiência de integração de 3D em contextos pedagógicos, aprendi a selecionar técnicas de trabalho, agilizando aprendizagens, focando no essencial e possibilitando tempo para exploração e criação de projetos. Coloco foco em duas técnicas de modelação 3D, levando os alunos a experimentar modelação por primitivos e subdivisão de superfícies. A primeira introduz os conceitos elementares de modelação 3D, permitindo a todos criar modelos de forma simples. A segunda faz a ponte entre a modelação livre e um tipo de trabalho mais próximo do profissional, com ferramentas avançadas que permitem um maior potencial na modelação.

Nesta fase, não precisamos de explorar exaustivamente menus e possibilidades das aplicações. Mais importante que os alunos conheçam todas as ferramentas e opções, é compreenderem o essencial dos processos de trabalho e sentirem desperta a sua criatividade. É mais do que suficiente abordar as operações elementares de modelação e  aprender a navegar em múltiplos pontos de vista.

Para contextualizar a aprendizagem de técnicas e ferramentas em projetos, podem-se sugerir temas simples para os alunos: criar uma placa com o nome, modelar uma casa, ou um veículo. São pequenos projetos que mobilizam técnicas elementares, com resultados rápidos. Depois desta fase, é importante tentar dar algum tempo e espaço para exploração mais livre, com temas muito gerais para ajudar os alunos. Algo que nem sempre é fácil, com os constrangimentos de tempo a que estamos sujeitos no corrente modelo da disciplina de TIC.

É de sublinhar que, neste nível de ensino, não devemos fomentar estas atividades como se estivéssemos a  formar modeladores 3D profissionais. Antes, o objetivo é dar a todos alunos algumas bases que lhes permitam explorar esta vertente da tecnologia digital, tal como o fazemos com outras, abrindo-lhes horizontes. Para alguns, essa descoberta é uma revelação de capacidades, para outros não, mas isso é natural, cada um de nós tem as suas aptidões e gostos, o que interessa no trabalho de professor, a este nível, é alargar horizontes e proporcionar experiências.

4 - Abordagens: Centrada em TIC

Após a aprendizagem elementar, como tirar partido do 3D? Irei falar de três grandes abordagens possíveis, saídas da experiência de trabalho prático em projetos TIC.

A mais elementar é centrar na própria disciplina. Algo que está longe do âmbito deste encontro, mas reflete a minha experiência como docente, de uma escola que não está envolvida na fase piloto do Projeto de Autonomia e Flexibilidade Curricular. Reflete também o meu percurso como docente, em Educação Visual e Tecnológica e em TIC, sendo o resultado de experiência acumulada de utilização de tecnologias 3D na sala de aula.

Nesta vertente, todo o trabalho se passa dentro da disciplina de TIC. É estabelecido tempo e espaço para que os alunos desenvolvam projetos individuais ou em grupos, em três ou quatro aulas. Estes podem escolher que tecnologia de modelação 3D utilizar, entre modelação por primitivos e subdivisão de superfícies. A primeira simplifica o trabalho de modelação, a segunda permite aos alunos com maior aptidão explorar mais as suas capacidades.

São dados temas de trabalho para facilitar o trabalho dos alunos: história das TIC recriando um artefato da evolução do mundo digital; património local ou global, modelando em 3D elementos do património artístico, arquitetónico e cultural; temática livre, dando espaço para aqueles alunos que revelam mais aptidões e criatividade artística.

É importante que os alunos sigam um esquema de procedimentos de trabalho por projeto, com pesquisa prévia de seleção de um tema, pesquisa de referências visuais (se o projeto for recriar algo já existente), rascunho do modelo para identificar as suas formas principais, aplicar operações de decomposição do complexo nos seus elementos e repetições para agilizar o processo de modelação. Um esquema de trabalho que tem de ser flexível, acomodando capacidades dos alunos, complexidade do desafio a que se propõem e limitações das técnicas e ferramentas de modelação. Elaborar um relatório final é uma forma de promover no aluno reflexão sobre o trabalho desenvolvido, interligando com conhecimentos no domínio do processamento de texto.

Retirando-lhe os aspetos específicos da modelação 3D, este é o esquema típico de trabalho de projeto com ferramentas TIC.

Na prática, este desenvolvimento de projeto segue a seguinte sequência:

• Seleção de tema, com pesquisa visual sobre o modelo escolhido. É muito importante que os alunos procurem imagens que mostrem vários pontos de vista, para compreenderem a volumetria do que irão modelar em 3D. Esta pesquisa pode ser alargada a outros contextos, dentro de trabalhos interdisciplinares.
• Decomposição do modelo, analisando-o para perceber em que partes se constitui, e com isso os elementos a modelar. Se um elemento se repete, só necessita de ser modelado uma vez, podendo ser copiado ou duplicado.
• Processo de modelação, aplicando os recursos e ferramentas das aplicações.
• Elaboração de um relatório, com reflexão sobre o processo de trabalho utilizado.

 5 - Abordagens: Projeto Interdisciplinar

Espero deixar claro ao longo desta apresentação que o que torna o 3D uma tecnologia enriquecedora em contexto da disciplina de TIC não é a sua abordagem de forma isolada, em mera exploração de aplicações, mas como ferramenta em trabalho de projeto. O mesmo se aplica a outras vertentes das tecnologias digitais que utilizamos na disciplina, o grande salto que TIC está a fazer é passar do domínio de ferramentas para a mobilização de competências. Apesar do meu foco pessoal em 3D, esta tecnologia não é superior a outras, o que conta, creio, é o objetivo de potenciar e expandir as capacidades dos nossos alunos, apostando num fazer alicerçado no saber.

O trabalho em projeto está presente na primeira abordagem, mas este torna-se muito mais rico quando se abre a outras áreas. O contexto de projeto interdisciplinar é onde, em minha opinião, tiramos maior partido do potencial desta tecnologia, pelos cruzamentos que possibilita  de valências visuais, tecnologia, conhecimento técnico, cultura, e tangibilização se se dispor de impressão 3D.

Pode ser desenvolvido em dois grandes contextos:

• Partilha entre disciplinas, a partir de um tema de projeto abrangente discutido em conselho de turma. Da minha experiência, no contexto da escola onde lecciono, História é uma das áreas disciplinares que mais se presta a este tipo de colaborações, uma vez que o 3D permite dar vida aos artefatos e explorar  pesquisa e apresentação utilizando meios menos convencionais do que processamento de texto e edição de apresentações. Mas não é caso único. Ciências, Geografia, Línguas, também podem fornecer temas de trabalho. Podemos modelar moléculas em 3D, recriar modelos geológicos, criar personagens para narrativas, entre outros projetos.
• Projetos específicos, dentro de parcerias eTwinning, Ciência na Escola ou outros. Parte daqui a temática, as dinâmicas, parcerias e recursos dependem do tipo de projeto. Alguns exemplos: trocar temas de modelação 3D com parceiros internacionais, utilizar modelação 3D como recurso para projetos nas ciências.

O 3D tem um enorme potencial  para dar vida aos conteúdos de outras áreas disciplinares, interligando trabalho criativo com ferramentas TIC, técnicas de pesquisa e tratamento de informação. No desenvolvimento deste tipo de projetos, as Bibliotecas Escolares são um importante parceiro, pela forma como integram competências de literacia da informação na sua missão. Na escola onde lecciono, esta valência está substanciada numa parceria ativa com o Centro de Recursos.

Os projetos 3D desenvolvidos no domínio de TIC, quer sejam na disciplina ou interdisciplinares, têm fases que envolvem atividades de pesquisa de informação em repositórios, com repercussões no domínio dos direitos autor e pegada digital. Podem estar diretamente relacionados com os modelos 3D criados pelos alunos, em atividades de partilha em repositórios de informação online com exploração das suas regras de funcionamento, ou em pesquisa acessória que explora o tema do projeto noutras áreas disciplinares, recorrendo ao conteúdo disponível em repositórios de modelos 3D.

6 - Abordagens: Contextos Híbridos

Fora do esquema de trabalho de projeto em TIC ou interdisciplinar, existem outras formas de explorar o potencial das tecnologias 3D em contextos híbridos, com parcerias no domínio das Bibliotecas Escolares, atividades das escolas ou iniciativas informais entre professores.

O contexto que na escola onde leciono exploramos com mais intensidade é a utilização do 3D como componente de espaços Maker, criando zonas de criatividade e experimental que incluem modelação e impressão 3D junto de robótica, programação e kits de eletrónica elementar. No caso do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, integrámos um espaço deste género dentro da Biblioteca Escolar, potenciando novas valências de Centro de Recursos. Serve primariamente como zona de trabalho do clube de robótica da escola, com os alunos participantes a desenvolver atividades posteriores como monitores do espaço junto dos restantes utentes do Centro de Recursos. Estes alunos monitores estão disponíveis para partilhar conhecimentos sobre modelação 3D, animando o espaço maker fora dos momentos dedicados ao clube de robótica. Dispor de um espaço destes dentro da biblioteca permite aproximar todos os alunos, de forma informal, destas tecnologias,

Retirando o foco no trabalho de modelação por parte dos alunos, o 3D pode ser utilizado como recurso pedagógico, em duas vertentes. Os repositórios online de conteúdo 3D podem ser utilizados em pesquisa orientada, contextualizada em temas, com tangibilização em impressão 3D se possível. A acessibilidade a impressoras, ou condicionantes específicas da tecnologia de impressão 3D são limitações nesta vertente.

Numa vertente mais dependente das competências técnicas dos professores, podem ser criados recursos pedagógicos utilizáveis em diversos contextos. Um exemplo é a reprodução com técnicas de fotogrametria de artefatos arqueológicos, com impressão 3D para que os alunos possam tocar livremente, sentindo a volumetria de artefatos que de outra forma só poderiam ver em reprodução de imagem. Por condicionantes tecnológicas, não havendo aplicações de uso simples e gratuitas para este trabalho, não é um tipo de projeto que se preste a ser desenvolvido com grandes grupos de alunos, mas que permite criar objetos com utilidade em diferentes contextos pedagógicos.
 

 7 - Metodologias: Introdução ao 3D

Correndo o risco de me repetir, o primeiro passo no uso de modelação 3D em TIC é aprender a dominar as ferramentas e técnicas de modelação. Ressalve-se que o objetivo não é criar experts neste domínio (mas alguns poderão lá chegar, por iniciativa própria), é  apostar no essencial e no despertar da criatividade.

Nas técnicas de trabalho específicas, sugerimos introduzir a modelação por primitivos (modelos complexos criados a partir do corte ou união de formas geométricas simples), e posteriormente modelação por subdivisão de superfícies (criar formas tridimensionais com operações de traçagem, extrusão e modificação de superfícies). Estas duas técnicas permitem aos alunos descobrir o 3D e os seus processos de trabalho, partindo do simples para o mais complexo.

Esta diversidade permite a alunos que demonstrem maior aptidão explorar projetos que envolvam formas de modelação mais complexa, mantendo o potencial para todos experimentarem esta tecnologia com ferramentas simples. No entanto, a introdução ao 3D com modelação por primitivos é mais que suficiente para potenciar projetos que recorram a estas tecnologias.

 8 - Metodologias: Que ferramentas selecionar?

O espectro das aplicações de modelação 3D é muito amplo, com enorme diversidade de técnicas de modelação e aplicações. Grande parte delas são muito completas e complexas. Creio que mais do que optar por aplicações avançadas, importa manter o foco no objetivo pedagógico: estimular aprendizagem e aptidões, abrir horizontes. Dar aos alunos uma ferramenta demasiado complexa e difícil de aprender desmotivará a maioria, e com isto nunca ficará a chama da compreensão do potencial destas tecnologias que, mais tarde e de acordo com os seus percursos individuais de vida, lhes facilitará aprendizagens em áreas CTEM e artísticas que utilizem 3D.

É muito importante escolher aplicações que sejam simples, concebidas com interfaces amigáveis. O serem gratuitas e acessíveis é um pormenor a ter em conta. Pacotes de 3D avançados têm preços muito elevados. Se faz todo o sentido, em contextos de ensino profissional ou secundário, que os alunos desenvolvam competências em pacotes de software de nível profissional, que lhes dêem preparação avançada para o mercado de trabalho, esta questão não se coloca no nível do sétimo ano, onde este tipo de ferramentas estão ao serviço das competências dos alunos.

Sugestões:

Tinkercad: aplicação web de modelação por primitivos, pensado para crianças. Requer criação de contas.

DoGA Project: obsoleto mas funcional, permite criar modelos complexos assemblando peças disponíveis na sua biblioteca, muito bom para compreender interfaces e trabalho em  perspetiva e pontos de vista.

3DC.io: alternativa ao Tinkercad, com versão web e aplicação para Android e iOS. Não requer conta para ser utilizado.

Sketchup Make: modelador de superfícies de nível profissional mas de interface simples, muito poderoso. Existe como versão descontinuada para PC, e aplicação web (Sketchup Free).

Havendo outros programas possíveis de colocar nesta listagem, e que já utilizámos com os alunos (Bryce, DAZ 3D, FormIt, Art of Ilusion, XYZ Maker, entre outros), estes têm sido aqueles que ao longo dos anos têm permitido a evolução na estruturação de projetos com modelação 3D em EVT, TIC e contextos interdisciplinares.

 

 9 - Implementação: Condicionantes de Equipamento

Os computadores de que dispomos nas escolas são capazes de correr aplicações de modelação 3D? O 3D tem fortes exigências computacionais e gráficas. O material envelhecido que caracteriza o parque informático das escolas consegue correr estas aplicações? O acesso à internet é um fator condicionante? Há computadores suficientes nas salas TIC para cobrir as necessidades das turmas

Da minha experiência prática, retiro algumas ideias:

O software que requer mais poder de computação não é o mais adequado à idade e capacidades dos alunos desta faixa etária. Pacotes profissionais como o Maya, Blender, 3DS, fazem todo o sentido em contextos do secundário ou profissionais, não aqui, onde se pretende mostrar o potencial do 3D aos alunos e dar-lhes oportunidade de criar com projetos.

Não é preciso ter instalada a versão mais recente e atual das aplicações. No meu caso, fui atualizando algum do software até perceber que tinham problemas a correr nos PCs da geração PTE que equipam a minha esocla. Reverti para versões mais antigas, totalmente funcionais. Os princípios e técnicas de trabalho são comuns, a atualização das aplicações apenas traz novas funcionalidades que não interferem nos processos elementares de modelação. O verdadeiramente essencial é que os alunos aprendam a modelar.

Problemas de acesso à internet são um fator prejudicial se estivermos a utilizar aplicações web. Aqui, sugiro trabalhar com dois tipos de software, web based e offline, tendo alternativas caso a rede falhe.

Os computadores não são em número suficiente? Podemos optar por tecnologias móveis, embora estas sejam mais limitadas no que podem fazer em termos de 3D, e requerem alguma adaptação em processos de trabalho. Nesta vertente, a aplicação 3DC.io é um excelente exemplo de alternativa gratuita para modelação 3D em android, gratuito. Alunos podem usar o seu tablet ou telemóvel, ou os da escola, caso disponha. Esta modalidade ajuda a integrar as tecnologias móveis nos contextos de aprendizagem como ferramenta de expressão criativa.

10 - Implementação: Preparação do Professor

Se tentarem introduzir modelação 3D sem preparação prévia, terão problemas. O professor não tem que ser um expert em 3D, mas necessita de conhecer o essencial das ferramentas com que pode trabalhar, percebendo o seu potencial e ajudando mais eficazmente os alunos. Frequentar formações, explorar tutoriais, ajuda a dotar aqueles que não têm bases em 3D das competências necessárias para levar esta tecnologia aos seus alunos.

 Conhecer as ferramentas ajuda a resolver problemas que surgem no decorrer do trabalho os alunos, quando eles nos dizem isto não dá. Ajuda também na nossa capacidade de conceção de projetos, saber o que se pode fazer com 3D  abre novas possibilidades de trabalho. Para utilizadores com mais proficiência, o conhecer e dar algumas dicas e técnicas avançadas é um excelente motivador para alunos com maiores aptidões.

Finalmente, umas palavras sobre impressão 3D. Sou muito suspeito, com todos os projetos que tenho desenvolvido nesta área, mas o meu primeiro conselho a quem está interessado nesta área é não se metam nisso. Ou melhor, metam-se, claro, mas apenas depois de reflectir e investigar, percebendo como é que uma tecnologia que requer um forte investimento financeiro pode potenciar a aprendizagem dos vossos alunos. Sem este passo, ceder ao fascínio da impressão 3D é investir no gadget que depressa se esgotará.

Apesar da cada vez maior adesão das escolas à aquisição de impressoras 3D, não é previsível que esta tecnologia se dissemine de forma equalitária na educação, a curto ou médio prazo. Tem um enorme potencial pedagógico, entre tangibilização e projetos, como técnica de manufatura, mas o seu maior potencial está no lado da conceção, não da impressão.

Poder passar do digital para o real com impressão 3D é uma enorme e motivante mais valia, mas o 3D não se esgota aqui. Podemos exportar e visualizar os projetos dos alunos em repositórios online (recomendo o Sketchfab e o Google Poly); criar animações 3D; exportar imagens com rendering nativo nas aplicações de modelação ou em aplicações dedicadas; criar elementos para realidade virtual (CoSpaces, Unity); criar elementos para jogos (Unity).

O importante é explorar a modelação 3D, esta sim é a tecnologia que potencia capacidades e aptidões nos alunos, como ferramentas de expressão criativa e conceção, de preferência em projetos interdisciplinares que permitam trabalho colaborativo e cruzamento de conhecimentos de várias áreas. É aqui que o 3D contribui ativamente para a promoção de competências para o século XXI, no âmbito da disciplina de TIC.

Construir caminhos

Lentamente, os projectos dos alunos começam a ser impressos. É um processo duplamente moroso. O tempo de impressão é sempre alongado e há um trabalho de preparação da mesh antes de estar pronta a imprimir. Nem todos os projectos são imprimíveis com os pormenores todos. Handicaps da tecnologia. Se o Doga L3 facilita muito a criação de modelos 3D, os objectos produzidos levantam diversos problemas durante a solidificação com o Meshmixer e o Netfabb.

Ao contrário do que possa parecer, as impressões não são imprecisas. Tenho mantido a impressora em baixa resolução e os filamentos soltos são devidos aos suportes criados para suportar as formas dos objectos. Mas suponho que não me posso queixar muito. A impressora está conosco há sensivelmente um mês e os alunos já produzem para imprimir. Ainda a trabalhar de forma embrionária, a perceber os comos da integração, mas é passo a passo que se constroem os caminhos.

Acreditar

Não é todos os dias que podemos escrever... eis os primeiros trabalhos concebidos e impressos de raiz por alunos de sétimo ano na sala de aula. Os primeiros de muitos, esperamos. Os sorrisos traem um misto de alegria com aquele ar nem acreditamos que estamos a segurar naquilo que construímos no computador!

Tangibilidade

Sexta feira iremos deixar um aluno muito surpreendido e, esperamos, uma turma ainda mais motivada. É o primeiro exemplo prático de utilização da beethefirst para materializar projectos criados por alunos neste semestre. Ainda não o é totalmente na sala de aula, porque houve operações de teste para verificar. Mas, com sorte, o próximo será.

Com este finalizado, percebemos alguns pormenores a afinar, especialmente no que toca à estrutura dos objectos. Entre remeshing e escalagem os pormenores mais pequenos perdem-se, e isso pode compremeter a integridade do modelo final.

Para criar este simpático robot o aluno de uma turma de sétimo ano modelou utilizando o Doga L3 por assemblagem de elementos. Pegámos no resultado final em VRML e depois começou o trabalho de bastidores. No Meshlab convertemos para collada. O ficheiro convertido foi importado para o Sketchup para se juntar a uma base. O resultado foi exportado como collada, aberto no Meshlab para converter para STL. Usando o Meshmixer transformou-se as várias peças num sólido oco. Como esta operação tem tendência a disparar a contagem de polígonos do modelo, usou-se o Meshlab para operações de remeshing, diminuindo os polígonos do modelo. Quando chegámos a uma contagem razoável, voltámos a exportar como STL que foi validado pelo Netfabb. O beesoft fez o resto.

Parece complicado, não parece? Falta-nos, de facto, um utilitário simples que transforme os modelos cheios de geometria interior criados pelos alunos num sólido. Modelar num programa mais avançado, como um ZBrush ou blender, poderia facilitar o processo (pelo que tenho lido, nem por isso). Mas a complexidade destes não torna viável a sua aplicação no nível de ensino onde nos situamos. Ficamos com estes processos que são mais simples do que parecem, dependem de muitos passos que não são iguais para todos os modelos. Apesar de toda a promessa, a impressão 3D é um processo estupendamente artesanal. Mas o que realmente vai saber bem vai ser ver o sorriso na cara do aluno quando pegar no objecto que modelou no computador.

Fotogramas

09:25: Ah, então é assim que eles fazem as telenovelas!, exclama uma das alunas de CEF. Pronunciem em sotaque brasileiro para perceber o impacto. Sorri. Custou, mas percebeu a técnica básica de edição de vídeo. Minutos depois já se pronunciava a favor dos crossfades ao invés de justaposições de clips. Gosto mais, dizia. Custou. Na aula anterior ficou algo furiosa comigo quando lhe disse que tinha de cortar toda a filmagem que tinha feito com o grupo sobre a técnica de mise en place.

10:30: Sabem aquelas músicas que quando nos recordamos delas fica-nos um bom par de horas no ouvido? Sempre que alguém começa a cantar aWimaweh aWimaweh aquilo não sai do ouvido. Qual, stor? Esta: The Lion Sleeps Tonight. As funcionárias já estão habituadas a alguma excentricidade e nem piscaram o olho ao ouvir a canção a ressoar na sala TIC. Obrigado, professor, agora isso não nos sai da cabeça! De nada, caríssimos.

13:35: Impressora 3D a imprimir? Está bem, mas estamos a divertir-nos imenso a dar os primeiros passos na programação em Scratch. Suspeito que é assim que deve ser. A tecnologia não tem de ser divinizada, mas sim utilizada. E quanto mais criativo o uso, melhor.

15:05: Meninos, vamos iniciar a aprendizagem de 3D com um programa japonês... sim, stor, já sabemos, o Doga. Sabem? Sim, já nos ensinou a trabalhar com ele, lembra-se? Estávamos na turma da Professora Rosa.... Aquele momento em que os alunos me recordam que no terceiro ano de escolaridade tinham feito comigo uma animação 3D. Reviram. Sorriram. O filme está aqui: A Aventura de Teresa.

E por hoje chega. Para a semana há mais.

Dragões

Aqui há dragões.

O que é que irá sair daqui? Algo épico, suspeito. Do início de um projecto final de um aluno do sétimo ano.

Workshop Animação 3D

Hoje, no Museu das Comunicações. Na Sala de Aula do Futuro, com um toque whoviano porque, enfim, há que puxar pelo meu lado g33k.

No workshop fez-se uma introdução à modelação 3D utilizando o Doga L3, programa muito interessante para introduzir conceitos de espaço, perspectiva e workflow de trabalho em 3D. Em seguida aprendeu-se a utilizar o Bryce para criar renders realistas e animação. Gostei de ver o sorriso no rosto dos participantes quando conseguiram criar uma primeira animação com uma simples esfera a mover-se no espaço.

Uma garrafa faz muito jeito para mostrar o conceito de fotograma chave. Mas convém verificar se está bem fechada, não vá haver algum acidente. Obrigado a todos os participantes, e um agradecimento à direcção da Anpri pela faísca e por se estar a revelar tão dinâmica, abrangente e transdisciplinar. É um gosto colaborar com gente interessante. Este desafio está encerrado. Espero que tenha aberto o apetite por estas vertentes de trabalho com criatividade digital. E venham os próximos desafios!

Avaliar

Parar para avaliar. A todas as aulas há um passo em frente, e antes que a acumulação se torne difícil de gerir paramos para avaliar o que já está feito. Nesta fase são mais os rascunhos e projectos incompletos do que trabalhos finalizados, e ainda bem que assim o é. Espelha a evolução dos alunos e o passo a passo do processo de aprendizagem. O que não quer dizer que não se encontrem boas surpresas! Para ver mais algumas visitem a nossa galeria de imagens do 1.º Semestre das TIC/AEVP.

Download de aplicações 3D

A descarga da versão mais recente do Sketchup Make pode ser feita na página da Trimble: Download Sketchup.

Doga-L3: Pode ser encontrado na página do projecto DoGA, mas não recomendamos a descarga daí. A página é directamente traduzida de japonês. O Doga-L3 pode ser descarregado da página de downloads deste blog, ou directamente aqui: Descarregar Doga- L3 (Aplicação, Peças, Tutoriais).

O Bryce 7 é comercializado pela DAZ3D. Aqui pode descarregar o programa com uma licença PLE: download do Bryce 7.

Três érres.

Recomeçar. Para mim, recomeçar a ensinar os elementos do 3D. Para os alunos, iniciar. Começa-se pelo DogaL3 para pensar em termos de espaço, perspectiva e pontos de vista. E ficar a conhecer os três érres do 3D: redimensionar, rodar, reposicionar.

E o que é que vai sair daqui?

Quando se começam projectos com maior fôlego, há sempre aquele momento inicial de descrença onde as expectativas são altas mas os resultados não correspondem. Mas trabalhar desta forma é um processo iterativo e, passo a passo, os resultados vão-se construindo. Na imagem um dos trabalhos que me está a dar mais gosto acompanhar. O aluno que o está a fazer é mais avançado do que a generalidade e pediu-me se poderia criar o seu projecto final em Unity. Pensei, pensei, e pensei: ok, é uma excelente ideia, mas e que tal tentar algo complexo mas mais simples, que permite desenvolver as bases e processos mentais de trabalho? O trabalho acabou por ser uma tentativa de criar um jogo utilizando a estética do minecraft. Talvez não tenhamos tempo para chegar a esse ponto, mas isso não é o mais importante. Só o esforço de animação de um dos personagens é uma aprendizagem notável para uma criança. E sim, a criatura tem um aspecto cúbico, mas recordem-se que é inspirada no minecraft. E anda. Mexe os braços. E a cabeça.

E daqui vai sair... quando olhei para o aluno que está a criar este projecto, pensei que estava na hora de me esforçar mais como professor e orientador e mostrar-lhe alternativas que poderiam potenciar o seu trabalho. Mas depois olhei para o ar de satisfação dele enquanto vai construindo este projecto em Doga L3 e dei um passo atrás. Certo, conjugando outros programas isto poderia ir mais longe, mas o aluno está feliz a trabalhar, criando meticulosamente a sua cidade. No fundo, isso é o que interessa. Não me atrevo a quebrar-lhe o entusiasmo. Afinal, é o projecto dele, a tecnologia que ele escolheu, aquilo que faz com gosto. Uma coisa que lhes prometi no início do semestre é que nos projectos finais iria respeitar as suas escolhas.

Daqui... o grupo de alunas cansou-se da imagem fixa. Depois de criar uma imagem cósmica, fartaram-se daquilo estar sempre no mesmo sítio. Isto não se pode mexer, professor, perguntaram. Claro que sim. e agora estão a transformar a paisagem cósmica (spacescape para os conhecedores do DeviantArt) numa animação. Não há tempo para ser muito ambiciosa, ficará pela rotação do planeta e uma animação de câmara. Mas representa um interessante salto conceptual.

Já daqui vai sair outra animação em 3D. Também curta, que os alunos estão mais interessados em criar os recursos em Avatar Studio e Sketchup do que a planificar um filme. Note-se que os projectos são experimentais, e não têm necessariamente que ser algo de específico. Interessa mais estimular aprendizagens e procura de soluções.

É um processo similar ao deste castelo, elemento de uma outra animação a ser desenvolvida. Sei que no final estes vídeos não serão mais do que pequenos clips a mostrar em animação 3D os projectos dos alunos. Mas para estes, houve um intenso trabalho de domínio elementar de aplicações, treino de percepção visual e espacial, e esforço criativo aplicado em projectos de grupo. Vamos parar por aqui, até acho que já estou a exigir demais deles...

Percepção visuo-espacial

Estes trabalhos andavam esquecidos nas pastas dos alunos, não por distracção minha mas por peculiaridades do Doga L3. Não, os alunos não são assim tão bons modeladores 3D que em poucas aulas tenham aprendido a criar de raiz modelos desta perfeição. Nem eu sou assim tão bom professor. Como já aqui referi muitas vezes, o Doga simplifica o processo de criação com peças pré-feitas. O desafio está na criatividade de assemblagem de modelos e no perceber que no espaço tridimensional as relações entre formas são mais complexas do que no bidimensional. Este ser capaz de pensar em 3D, aquilo a que se chama percepção visuo-espacial, é o elemento mais difícil de estimular neste género de trabalhos. Recordem-se que o estímulo ao 2D pelo desenho e outras expressões é massivo no sistema de ensino. 3D, quer digital quer físico, não é muito estimulado. É por isso que dou valor a estes veículos. Os alunos que os criaram apenas tiveram que escolher peças de um longo menu. O verdadeiro desafio foi visualizá-los mentalmente e perceber como posicionar os elementos para criar um objecto coerente. Ou pondo as coisas de outra forma: a perspectiva é traiçoeira. O que num ponto de vista parece perfeito pode estar desconjuntado mal se rode um bocadinho. Perceber isso, e perceber como resolver estes problemas, é o primeiro desafio de criar em 3D.

Portabilidade

danielhc from aevp on Sketchfab.

Com o aproximar do final do 1.º período e do final do semestre os alunos começam a preparar os seus projectos finais. Enquanto vão alinhando ideias o tempo vai sendo aproveitado para aprofundar conhecimentos e processos de trabalho. 

A interoperabilidade entre aplicações é um dos conceitos mais importantes no trabalho com 3D. Quando se trabalha com programas especializados perceber que se pode transportar modelos entre diferentes aplicações utilizando formatos comuns permite um salto qualitativo na criatividade. Cada programa pode ser explorado pelo que possibilita de fazer melhor, transportando modelos entre aplicações conforme os objectivos de trabalho.

Nesta abordagem o mais usual é tirar partido dos recursos e simplicidade do DogaL3 para criar objectos complexos, que depois são texturizados e renderizados em Bryce como  imagem ou animação. Quanto aos projectos finais, um número significativo de alunos está interessado em criar espaços virtuais tridimensionais, o que obriga a combinar diferentes aplicações para desenvolver os projectos. Primeiro está a ideia. Depois adaptam-se os meios de criação.

Dia de...

joaorodriigues from aevp on Sketchfab.

E hoje foi dia de... aprofundar conhecimentos de 3D com o 7.º ano. O objectivo era perceber como podemos transpor objectos criados num programa para tratamento noutro através da exportação e importação de ficheiros em formatos comuns. De caminho ainda ficaram a conhecer mundos virtuais, avatares e como criar pequenos filmes de animação

Especificamente, os alunos foram desafiados a criar objectos em DogaL3 para posterior tratamento de texturização criação de cenas no Bryce. E já estão a surgir umas ideias promissoras.

O próximo passo é começar a definir projectos de final de semestre. Estou curioso com as propostas que estes alunos terão.

Alunos Curiosos e Meticulosos.

7bdgdanielhodorogea02 from aevp on Sketchfab.

Coisas surpreendentes que encontro nas pastas de trabalho dos alunos quando faço a avaliação após a aula. Alguns revelam-se surpreendentemente capazes no uso de aplicações 3D. Caso do autor deste robot, criança discreta que mal começa a aula se dedica a criações meticulosas que revelam criatividade, gosto nas tarefas e uma vontade enorme de experimentar.

Neste outro caso o aluno que o realizou passou mais tempo a perguntar-me sobre pontos de vista, posições de camera, reposicionamento de objectos e pontos de luz. O questionar-me era uma forma de pensar em voz alta, testando ideias que ia tendo que vão de encontro a conceitos de iluminação de cenas em 3D.

Hoje terminei uma das aulas com uma demonstração rápida de importação de objectos em Bryce, com um em formtado .obj descarregado de um repositório online e outro em .dxf criado no momento em Doga. Era um cheirinho da próxima aula, mas um dos alunos insistiu em aplicar no trabalho de hoje, introdutório ao 3D em Bryce, uma das suas criações em Doga. Quando viu o objecto difuso no ecrã percebeu o porquê de ser má ideia utilizar pores-do-sol como ambiência de cena. Mas tudo bem. Logo a seguir percebeu o poder dos pontos de iluminação.

Para terminar, o aluno que deslumbra a criar robots hoje passou a aula a construir um sistema solar. Nada mau para a primeira vez que utiliza esta aplicação. Resta saber se os planetas estão na sequência certa...

TIC 7: 3D em Doga

Apesar de ser um programa antigo e descontinuado, o DogaL3 oferece grandes vantagens para introduzir o 3D de forma lúdica e descontraída. A estrutura modular permite aos alunos começar a criar rapidamente formas tridimensionais complexas enquanto o interface de múltiplos pontos de vista obriga a a aprender a pensar em coordenadas cartesianas e controle de diferentes vistas enquanto se modela em 3D. Possibilitando uma enorme diversidade de criações dentro de uma faixa estreita de conteúdos, também é uma boa forma de começar a falar de VRML através da exportação dos modelos neste formato.

3DAplha - TIC@Portugal

Tivemos oportunidade de participar no encontro TIC@Portugal promovido pelo centro de competências Educom. Este decorreu em várias cidades e a nossa participação decorreu em Setúbal. Para além de apresentar uma visão geral deste projecto fomos desafiados a dinamizar um pequeno workshop sobre tecnologias 3D.

Escolhemos o Doga L3 pela sua simplicidade, interface similar às aplicações 3D comuns e capacidade de introdução ao VRML.

Da demonstração depressa se passou à criação. O público era composto por docentes de diversas áreas, o que levanta um problema. Se para professores de áreas artística a resposta à questão o que fazer com isto não é difícil, para os de outras áreas já não é assim tão simples. Por isso, para além de experiências de modelação 3D ainda fizemos um périplo por outras aplicações, mundos virtuais e metodologias simples de criação com estas tecnologias. Aos participantes foi distribuído um conjunto abrangente de recursos e tutoriais que permitem uma iniciação à utilização pedagógica e criativa deste género de aplicações.