Processamento e Visualização de Campos de Iluminâncias

Utilizando VRML e Integração com CAD 3D

Tiago Martinuzzi Buriol1,2, Marlos Fabris Miranda1, Guilherme Tows1, Daniele

Zandoná1, Maurício Muller1, Sérgio Scheer2

1LACTEC – Instituto de Pesquisa Para o Desenvolvimento, Centro Politécnico da UFPR, Curitiba, PR. Brasil

2UFPR – Universidade Federal do Paraná

{tiagoburiol, marlos, guilhermet, daniele, muller}@lactec.org.br,

scheer@ufpr.br

Abstract. This article presents a support tool for illumination dimensioning of

external areas which constituted of algorithms for scalar field processing and

post-processing. The algorithms allow, after the creation of any illumination

project using a 3D CAD’s intuitive interface, processing of the direct

illumination point-by-point data in 2D or 3D rectangular meshes, and

visualizing the results in an interactive way in a 3D virtual environment. With

this tool it was possible to simulate different illumination projects and

compare them. Tools used in the development were the 3D CAD Solidworks,

the VTK file format, the SQL Express database, the IIS webserver and VRML

and C# languages.

Resumo. Este artigo apresenta uma ferramenta de apoio no dimensionamento

da iluminação de áreas externas constituída de algoritmos que realizam o

processamento e pós-processamento de campos de iluminâncias. Os

algoritmos permitem, após criar um “esquema” qualquer de iluminação

usando a interface intuitiva de um CAD 3D, processar os cálculos da

iluminação direta pelo método ponto-a-ponto em malhas retangulares 2D ou

3D, e visualizar os resultados de forma interativa em um ambiente virtual 3D.

Foi possível simular a iluminação para diferentes projetos de iluminação e

compará-los. Utilizou-se o CAD 3D SolidWorks, a ferramenta VTK, o banco

de dados SQL Express, o servidor web IIS e as linguagens C# e VRML.

1. Introdução

O uso de Realidade Virtual (RV) representa um novo paradigma no que diz respeito a interfaces para sistemas interativos de visualização, possuindo aplicações nos vários ramos da ciência e da engenharia. Sistemas de RV têm sido utilizados com diversas finalidades (revisão de projeto, simulações em robótica, treinamento, etc), e beneficiado importantes empresas como petrolífera, de energia, aeronáutica e automobilística. Novas aplicações para esta tecnologia dependem essencialmente da criatividade de seus desenvolvedores [1].

Um sistema de RV pode ser aplicado, por exemplo, a atividades em subestações de energia, como uma ferramenta para visualização de geometrias e de informações

diversas sobre equipamentos e outros objetos presentes na nesta instalação [2]. Modelos digitais tridimensionais (3D) de engenharia, concebidos em sistemas do tipo CAD (Computer Aided Design), podem ser convertidos para o formato VRML (Virtual Reality Modeling Language) e visualizados utilizando desde sofisticados sistemas de RV até simples deskops. Em alguns sistemas de RV o usuário pode “navegar” em um modelo e interagir com ele obtendo a sensação de imersão, ou seja, estar “dentro” do ambiente virtual. Para aumentar a imersão, dispositivos especiais de entrada e saída de dados, como óculos para visão estereoscópica e luvas de dados (data gloves), podem ser utilizados. A navegação exploratória em ambiente virtual e a visualização interativa de conteúdo 3D aumentam a capacidade do usuário em extrair informações sobre grandes modelos e/ou conjuntos de dados complexos. Dessa forma, um sistema de RV pode ser usado para auxiliar em diversas atividades, como por exemplo, no caso se subestações, no planejamento de ampliações ou transporte de equipamentos e em projetos de iluminação.

Tratando-se de projetos de iluminação em subestações de energia, um adequado dimensionamento da iluminação é importante por melhorar as condições de trabalho, reduzir riscos de acidentes e o consumo de energia. Um método utilizado em luminotécnica, indicado para projetos de iluminação de áreas externas, é o método ponto-a-ponto, ou método das iluminâncias. Com ele é possível calcular a iluminância resultante em cada ponto de interesse, ou em uma malha de pontos e, por exemplo, traçar curvas isolux em um determinado plano de trabalho [3]. Este método geralmente requer o uso de aplicativos computacionais para gerar valores de iluminâncias. Técnicas de Visualização Científica (VC), área da computação dedicada à representação gráfica de dados físicos ou científicos, podem ser usadas para representar graficamente dados de iluminâncias de forma a prover um ganho em sua compreensão.

Aplicações fundamentadas na visualização tridimensional de dados científicos, como campos escalares e vetoriais, representam poderosas ferramentas de apoio na análise e compreensão de grandes conjuntos de dados. A representação gráfica de campos de iluminâncias aplicado a projetos de iluminação é um caso de visualização de campos de escalares definidos no espaço 3D.

Existem atualmente muitos softwares para projeto de iluminação, alguns deles gratuitos, como o CalculuX e DIALux, e à altura de renomados programas comerciais, porém, os profissionais do ramo, no Brasil, ainda têm pouco conhecimento e prática na aplicação destas ferramentas [4]. Este fato pode ser atribuído, por exemplo, à dificuldade de aprendizado e de utilização dos aplicativos, ao uso restrito à modelos de luminárias de poucos fabricantes, ou à impossibilidade de sua integração com sistemas do tipo CAD (Computer Aided Design). Não faz parte dos objetivos deste trabalho avaliar as vantagens e/ou facilidades no uso da ferramenta apresentada frente a outras existentes. Para isto, testes com possíveis usuários seriam necessários. No entanto, uma tabela comparando algumas características do programa CalculuX (Philips) e da ferramenta desenvolvida é mostrada na seção 6.

Para o dimensionamento de sistemas de iluminação, os modelos de fontes de luz existentes em VRML (SpotLight, PointLight e DirectLight) não são suficientes, fazendo-se necessário um processamento numérico que forneça os valores de iluminância (em Lux) nos pontos de interesse. Uma vez realizado este processamento,

pode-se utilizar RV, ou a linguagem VRML, para visualizar os resultados através do uso de técnicas de VC, como mapeamento de cores e extração de isocontornos. Diferentes aplicações de RV para visualização de dados científicos podem ser encontradas na literatura [5]. Vale citar também que podem ser exploradas formas de interação na visualização dos resultados numéricos, como por exemplo, o usuário poderia selecionar um plano de interesse (entre vários gerados previamente) ou ajustar parâmetros de visualização através de interações com o ambiente virtual e com os dados.

Um sistema de RV aplicado ao planejamento de iluminação pode prover uma interface intuitiva, de fácil utilização, e também uma visualização 3D interativa e imersiva dos campos de iluminâncias. Além disso, pode-se combinar a visualização de dados físicos resultantes de outras análises numéricas com dados de modelos geométricos digitais (CAD). Como por exemplo, visualizar a geometria de um transformador de potência e o campo eletromagnético a sua volta simultaneamente, aumentando assim, a capacidade do usuário em perceber o comportamento das grandezas físicas envolvidas e de compreender o fenômeno em estudo.

No caso específico de uma empresa brasileira de energia elétrica, os projetos de iluminação das subestações eram realizados sem a utilização de softwares. O processo demandava grande esforço e tempo, e não fornecia uma visualização 3D dos resultados. Em linhas gerais, os cálculos eram realizados com auxílio de planilhas eletrônicas e a representação dos resultados era feita através de diagramas bidimensionais, tabelas e relatórios. O método ponto-a-ponto, utilizado por esta empresa, requer o conhecimento de informações fotométricas sobre as fontes de luz utilizadas no projeto. Estas informações, às vezes, são fornecidas pelo fabricante através de gráficos nos catálogos dos produtos fazendo com que o projetista precise consultar o catálogo muitas vezes, exaustivamente.

Com o surgimento de formatos digitais padronizados, como o padrão IES (Illuminating Engineering society), para transferência de informações fotométricas de fontes de luz, a obtenção da intensidade luminosa que uma determinada fonte emite em cada direção pode ser feita automaticamente e computada diretamente no algoritmo de cálculo. Também deve ser considerado que ferramentas para VC, como o VTK (Visualization ToolKit) [6], [7], podem ser utilizadas gratuitamente no desenvolvimento de aplicativos gráficos ou na customização de programas comerciais (como os sistemas CAD mais populares). Estas ferramentas fornecem recursos para a aplicação de técnicas de VC como mapeamento de cores, extração de isocontornos, entre outras, permitindo uma visualização 3D interativa dos resultados numéricos e também, no caso do VTK, a conversão das geometrias geradas para o formato VRML. Assim, é possível desenvolver algoritmos para processar e visualizar campos de iluminância 3D em um ambiente virtual para qualquer sistema de iluminação projetado.

Este artigo tem como objetivo apresentar alguns resultados alcançados durante a realização de uma pesquisa para desenvolvimento de um sistema de RV aplicado a atividades em subestações de energia elétrica. Mais especificamente, pretende-se descrever o desenvolvimento de um aplicativo para simulação da iluminação direta e a visualização dos resultados em RV (através da linguagem VRML), e também, sua integração com um CAD 3D. O aplicativo foi desenvolvido visando criar uma ferramenta poderosa e de utilização simples para apoio em projetos de iluminação. Para

o desenvolvimento utilizaram-se a linguagem de programação C#, a ferramenta VTK e a linguagem VRML, na plataforma Win32.

2. Processamento do Método Ponto-a-Ponto

O uso de RV para visualizar grandes conjuntos de dados físicos não é novidade, como pode ser observado nos trabalhos [5], [8] e [9]. Os dados visualizados podem ter diferentes origens, como por exemplo, simulações numéricas (sistemas CAE – Computer Aided Enginnering), escaneamento a lazer, tomografia computadorizada, sensores e muitas outras. Dependendo da forma como os dados foram gerados, diferentes técnicas de VC podem ser utilizadas, algumas técnicas são mais e outras menos adequadas, em função da estrutura e atributos dos dados. No caso de campos de iluminâncias, têm-se valores escalares, definidos neste trabalho, sobre os nós de uma malha estruturada aos quais podem ser atribuídos valores respectivos a uma escala de cores.

Entre os métodos utilizados em luminotécnica, o método ponto-a-ponto é o método mais indicado para dimensionamento da iluminação direta em áreas externas [4], sendo este o caso de uma subestação. Através deste método, obtém-se a iluminância realizada por uma ou mais fontes de luz, em qualquer ponto desejado ou em uma malha de pontos.

Para aplicar o método ponto-a-ponto é preciso conhecer as características fotométricas de cada uma das fontes de luz, geralmente fornecidas pelos fabricantes. Para cada fonte de luz utilizada no projeto, os dados fotométricos que serão computados no cálculo estão contidos em um arquivo IES (Illumitating Engineering Society) correspondente. O arquivo é um padrão internacional para transferência de informações fotométricas.

Também são necessárias as informações geométricas do sistema de iluminação, ou seja, a localização e direção de foco de cada luminária e as coordenadas dos pontos da malha. Dessa maneira, um programa para processar o método ponto-a-ponto deverá receber estas informações como entrada (Figura 1).

O método ponto-a-ponto consiste em se obter o valor da iluminância total que incide em cada ponto de interesse através da aplicação da Lei de Lambert (lei do inverso do quadrado da distância). A implementação do método requer o conhecimento da distribuição fotométrica de cada fonte de luz cuja parte da intensidade luminosa emitida atinja o ponto diretamente. A iluminância resultante em um ponto P sobre uma superfície qualquer é dada pela equação 1,

∑=

=N

i

itotal EE1

, Eq.1

onde: N = número de fontes de luz; Ei = iluminância realizada pela fonte de luz i no ponto P.

A iluminância Ei realizada por cada fonte de luz, individualmente, é dada pela equação 2

2

cos

d

IEi

γ= , Eq.2

onde, I = intensidade luminosa que a fonte de luz i emite na direção do ponto P; γ = ângulo entre a normal da superfície considerada e a direção do ponto P ; e d = distância entre a fonte de luz e o ponto P.

Figura 1 – Esquema de montagem de uma luminária: L=ponto de instalação,

D=direção de foco, P=ponto de interesse, n=normal ao plano A, Y=ângulo entre

o vetor n e a reta LP.

A intensidade I que uma fonte de luz emite em uma determinada direção, é dada pela distribuição fotométrica desta fonte de luz e varia para cada modelo de luminária e lâmpada utilizada. A distribuição fotométrica de uma fonte de luz é obtida através de medições em laboratório e geralmente fornecida pelo fabricante em diferentes formas: tabelas, diagramas, gráficos ou arquivos digitais. O uso de curvas fotométricas digitalizadas e padronizadas (IES) permite a automatização da consulta da intensidade luminosa durante o processamento dos cálculos, o que facilita o processo e o torna mais rápido e dinâmico do que quando feito manualmente.

O algoritmo desenvolvido recebe como dados de entrada o “esquema” de iluminação montado ou concebido (modelos das fontes de luz, posição e foco de cada uma e a malha escolhida) e fornece como saída um arquivo que contém valores de iluminância para os pontos da malha (2D ou 3D). A malha usada neste trabalho é estruturada e retangular, pois esta estrutura permite a geração de imagens a partir da malha 2D usando o VTK e, dessa forma, possibilita a geração de texturas para a representação final dos dados, o que melhora a performance de visualização. O arquivo gerado pelo algoritmo tem o formato Legacy (ASCII) do VTK, permitindo assim a sua interpretação por outros aplicativos ou algoritmo de visualização baseados no VTK.

3. Pós-processamento dos Campos de Iluminância

Em posse dos dados a serem visualizados, convenientemente estruturados, busca-se a melhor forma de representá-los, ou visualizá-los. Como os dados são definidos em um espaço 3D, é desejável que sua visualização seja interativa e exploratória, e também que forneça ferramentas adicionais, como por exemplo, para extração de planos de corte. Esta seção descreve sucintamente a ferramenta VTK, utilizada para o desenvolvimento

de algoritmos de visualização e também o formato VRML o qual será o utilizado para a visualização final.

3.1. VTK (Visualization ToolKit)

O Visualization ToolKit é um sistema de software de código aberto para computação gráfica 3D, processamento de imagens e visualização, usado por milhares de pesquisadores e cientistas em todo o mundo [6]. Consiste numa biblioteca de classes C++ e várias camadas de interfaces interpretadas, incluindo Tcl/Tk, Java, e Python. Suporta uma ampla variedade de algoritmos de visualização para diferentes tipos de dados (escalares, vetoriais e tensoriais). Também são implementadas técnicas de modelagem avançadas como modelagem implícita, redução de polígonos, suavização de malhas e triangulação de Delaunay. Seu projeto e implementação foram fortemente influenciados pelos princípios de orientação a objetos.

O VTK pode ser obtido através de download no site www.vtk.org ou então através do CD que acompanha o livro. Utilizando o VTK, é possível desenvolver algoritmos para ler arquivos ASCII, aplicar filtros e mapeadores, e escrever a saída em diversos formatos, entre eles o VRML. Neste trabalho, desenvolveu-se um algoritmo para ler o arquivo Legacy gerado pelo processamento do método ponto-a-ponto, realizar o mapeamento de cores e a extração de isosuperfícies, e também exportar para o formato VRML.

3.2. VRML/X3D

O X3D (eXtensible 3D) é o atual padrão ISO para transferência de conteúdo 3D na web. É considerado o sucessor do VRML [10]. No entanto, alguns softwares que trabalham com dados 3D, realizam a conversão para o formato VRML mas não para o X3D o que pode gerar a necessidade de utilizar um programa adicional para converter de VRML para X3D. Existem grandes e pequenas diferenças entre estes dois padrões, uma delas é que o X3D aceita múltiplos formatos de codificação descrevendo o mesmo modelo abstrato, incluindo XML (eXtensible Markup Language). Esta característica torna o X3D mais flexível e ágil na transmissão de dados e, também, aumenta a capacidade de compactação de arquivos em relação ao VRML.

A visualização de modelos geométricos digitais, como aqueles provenientes de sistemas CAD, em RV é interesse de muitas empresas e tema de trabalhos e pesquisas em todo o mundo, como pode ser observado nos trabalhos de [11], [12] e [13]. Alguns softwares, como o MicroStation (Bentley), 3D Studio Max (Autodesk) e SolidWorks (SolidWorks), realizam a conversão de dados para o formato VRML, já outros, como o AutoCAD (Autodesk), não o fazem sendo necessário algum processo intermediário.

Em VRML é possível navegar no modelo 3D interativamente, de forma exploratória, utilizando um plugin para o navegador de internet ou um browser próprio para VRML. Alguns plugins e browser estão disponíveis gratuitamente na web, como por exemplo, o Octaga (www.octaga.com) e o Cortona (www.parallelgraphics.com). Entre as vantagens de se usar VRML para visualizar modelos digitais 3D estão o impacto visual proporcionado, a facilidade de transferência e visualização de arquivos (o que promove a colaboração entre profissionais), e a possibilidade de visualização dos modelos usando dispositivos especiais, como óculos para visão 3D.

4. Integração com CAD 3D

O processamento numérico para o cálculo das iluminâncias, como já foi citado, requer algumas informações de entrada. Estas informações são sobre as características técnicas dos equipamentos utilizados, a configuração geométrica do esquema projetado, ou seja, a localização de cada fonte de luz, seu posicionamento, e também, as características da malha, que fornecerá as coordenadas dos pontos. Entretanto, diversos navegadores VRML não suportam a captura dos dados necessários ao cálculo do método ponto-a-ponto (coordenadas de pontos) relativos à montagem do esquema de iluminação.

Assim, vislumbrou-se a utilização de um sistema CAD 3D como interface para a criação do esquema de iluminação, ou seja, para a escolha, inserção e direcionamento das fontes de luz. O ambiente CAD 3D permite visualizar o modelo da subestação e, interativamente, criar o esquema de iluminação capturando as coordenadas dos pontos no espaço 3D em que serão instaladas as fontes de luz e também a direção para onde focalizam.

Através da customização foi possível criar funcionalidades para acessar e editar uma base de dados com modelos de fontes de luz (conjunto lâmpada/luminária), e assim, inserir e direcionar diversas luminárias no modelo da subestação de forma intuitiva, fazendo uso de funcionalidades do CAD, como ferramentas para extração de medidas.

O software CAD 3D escolhido foi o SolidWorks e para a integração foi escolhida a linguagem de programação C# em ambiente .NET. Foram adotadas quatro subdivisões para o software desenvolvido. A primeira, cobrindo o cadastro de informações acerca dos conjuntos lâmpada-luminária em banco de dados SQL. A segunda, compreendendo a montagem do esquema que será carregado no algoritmo ponto-a-ponto, incluindo a definição das coordenadas e escolha dos conjuntos utilizados. A terceira subdivisão trata do processamento do método ponto-a-ponto e a quarta e última subdivisão, cobre o pós-processamento (visualização) dos resultados no ambiente CAD 3D e exportação para o formato VRML.

Com relação à primeira divisão, foi extendida a GUI (Graphics User Interface) do software SolidWorks (SW) utilizando a API (Application Programming Interface) de desenvolvimento do pacote CAD 3D, disponível com o software. Foram desenvolvidas páginas (interfaces adicionais do SolidWorks) para o cadastro separado de lâmpadas, luminárias, conjuntos lâmpada-luminária e também informações adicionais, como lista de fabricantes (ambivalentes quanto a lâmpadas e luminárias), lista de bases (compatível com a soquete da luminária) e lista de tipos de lâmpadas.

A montagem do esquema, sendo a segunda divisão, utilizou os recursos do CAD 3D para a captação dos pontos. Foi criada uma página para a escolha do conjunto lâmpada-luminária, definição do nome e escolha do ponto de origem e ponto de foco. Dentro desta página é possível salvar e carregar esquemas de iluminação. A captação dos pontos é feita de forma automática e dá origem aos valores de coordenadas que serão utilizados no algoritmo ponto-a-ponto.

A terceira etapa consiste na transferência das coordenadas das posições de direções de foco das fontes de luz utilizadas no projeto, obtidas a partir do software CAD 3D, para o algoritmo do método ponto-a-ponto, o qual é executado de forma

transparente ao usuário. Os resultados são salvos como um arquivo VTK para posterior visualização. A última etapa consiste na leitura do arquivo VTK e visualização dos resultados sobre o plano selecionado através de um mapeamento de cores.

A utilização do CAD 3D veio a ser uma alternativa à entrada dos dados na forma de um arquivo ASCII não sendo, portanto, essencial. O algoritmo de processamento numérico pode ler as informações de entrada em um arquivo ASCII e gerar o arquivo VTK. O algoritmo de visualização, baseado no VTK, gera o mapeamento de cores e a extração de isocontornos e também exporta o resultado para o formato VRML, podendo dessa forma, ser visualizado em um navegador adequado ou em um sistema de RV.

5. Exemplo de Utilização

Para ilustrar a utilização da ferramenta desenvolvida foi montado um esquema de iluminação, composto de dois refletores e lâmpadas de marca Philips, cujos arquivos IES foram fornecidos pelo fabricante mediante solicitação via e-mail.

Gerou-se uma malha 2D com 2601 pontos, em que foram processados os cálculos e visualizados os resultados através de mapeamento de cores. Também foi gerada uma malha 3D, com 8610 pontos, em que os resultados foram visualizados através de isosuperfícies. Os refletores utilizados foram o Philips Tempo 3 Simétrico e o Philips Tempo 3 Assimétrico, com a lâmpada SON-T 400W, de vapor de sódio em alta pressão.

Os arquivos de entrada de dados utilizados estão ilustrados na figura 2. Neles têm-se as informações da malha (dimensões, número de divisões e origem) descritas nas três primeiras linhas, a quantidade de pontos de luz e de arquivos IES utilizados na quarta linha, a lista com os nomes dos arquivos e, por fim, a lista de pontos de luz (com as coordenadas de posição, de ponto de foco e o índice do IES correspondente).

Figura 2 – Exemplo de dois arquivos ASCII de entrada de dados, sem a

utilização do CAD 3D. A esquerda tem-se a malha 2D, e a direita a malha 3D. As

informações são sobre a malha e as fontes de luz (arquivos IES, localização e

direção de foco).

Os resultados obtidos da visualização das iluminâncias, para os esquemas descritos na figura 2, são mostrados a seguir (Figura 3 e 4). Na figura 3, à esquerda, mostra a visualização obtida com a ferramenta VTK (por mapeamento de cores), o plano colorido que aparece dará origem à textura que será utilizada em VRML. Na figura 3, à direita, aparece o resultado da simulação realizada com os mesmos dados de entrada mas utilizando-se o programa CalculuX. Os resultados numéricos obtidos com o algoritmo desenvolvido mostraram-se satisfatoriamente próximos aos resultados gerados pelo CalculuX.

Figura 3 – Visualização em VRML do campo de iluminâncias, sobre a malha 2D,

através de mapeamento de cores.

Figura 4 – Visualização com o VTK e em VRML do campo de iluminâncias,

sobre a malha 3D, através da extração de isosuperfícies.

Para gerar a visualização combinada de um modelo CAD com os campos de iluminâncias basta gerar os planos ou isosuperfícies em VRML, com as luzes posicionadas corretamente, e adicionar ao modelo da subestação através de um nó Inline do VRML. Outros exemplos foram gerados utilizando-se o modelo 3D de uma subestação de energia elétrica (Figuras 4 e 5).

Figura 4 – Visualização em VRML combinando a visualização de campos de

iluminância, através de mapeamento de cores, com o modelo digital 3D da

subestação.

Figura 5 – Visualização em VRML combinando a visualização de campos de

iluminância, através de isosuperfícies, com o modelo digital 3D da subestação.

Figura 6 – Integração com o SolidWorks com a finalidade de criar o esquema de

iluminação (gerar o arquivo de entrada) utilizando a interface 3D do CAD.

6. Discussão dos Resultados

Os algoritmos desenvolvidos constituem uma poderosa e versátil ferramenta de apoio a projetos de iluminação. Com eles é possível conceber um projeto qualquer, processar os cálculos da iluminação direta pelo método ponto-a-ponto e visualizar os resultados em um ambiente virtual 3D escrito em VRML utilizando técnicas de VC.

Algumas vantagens apresentadas por esta ferramenta são: a facilidade de uso, a integração com um sistema CAD 3D, a possibilidade de usar qualquer modelo de lâmpada e luminária existente, bastando para isto conhecer a sua distribuição fotométrica, e a possibilidade de visualizar os resultados em um ambiente virtual 3D.

Por gerar a saída em VRML, não é necessário nenhum software comercial ou plataforma sofisticada para visualizar os resultados, bastando, por exemplo, um PC Win32 (plataforma baseada em Windows) com um navegador que suporte VRML. Dependendo do refinamento da malha e do computador utilizado, a performance da visualização (quadros por segundo) pode variar, mas em geral, o aplicativo pode ser utilizado até mesmo em computadores mais modestos.

A Tabela 1 mostra uma breve comparação entre características da apresentação dos resultados numéricos obtidos utilizando-se o programa CalculuX e utilizando-se a ferramenta, com interface em VRML, apresentada neste artigo.

Tabela 1. Tabela de comparação entre as características de visualização de

campos de iluminâncias utilizando o programa CalculuX e a ferramenta

apresentada neste artigo, que usa interface em VRML

Característica CalculuX Interface VRML Permite utilização de malhas 3D Não Sim Permite a visualização simultânea de modelos CAD 3D e campos de iluminâncias

Não Sim

Permite navegação/interação Não Sim Visualização por diferentes técnicas de VC Não Sim

7. Conclusões

O uso de RV em aplicações na indústria vem crescendo a cada dia e casos de sucesso vêm comprovando seu potencial. Novas aplicações tendem a surgir nas mais diversas áreas e a comprovação de sua operabilidade será evidenciada naturalmente com o passar do tempo.

A aplicação desenvolvida neste trabalho verificou não somente a possibilidade de uso de RV (através da linguagem VRML) no planejamento de iluminação, mas também a combinação da visualização científica de campos de iluminâncias com a visualização do modelo digital 3D proveniente de sistemas CAD.

Concluiu-se que, utilizando a tecnologia da RV através da linguagem VRML, em combinação com ferramentas de VC como o VTK, é possível desenvolver algoritmos e/ou aplicativos, voltados à engenharia, capazes de prover uma visualização de dados 3D, interativa, na qual pode-se combinar VC com modelos CAD.

8. Agradecimento

O presente trabalho faz parte do projeto P&D ANEEL de Furnas Centrais Elétricas S.A.

9. Referências

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[2] L. D. Helwig. “Using a VRML Interface to Access Substation Engineering Design and Standards Information”, DistribuTECH 2002, Miami, 2002.

[3] Moreira, V. A.. Iluminação Elétrica, Ed Edgar Blücher Ltda, São Paulo, 1999.

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[5] Leng, J. “Scientific examples of Virtual Reality and visualization applications”. UKHEC – UK High Performance Computing, Manchester, pp. 1-13, 2001.

[6] Schroeder, W. J., K. Martin e B. Lorensen. The Visualization Toolkit: an object-oriented approach to 3D graphics, 3rd. ed., Kitware, Inc, 2004.

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[9] A. V. Dam et. al. “Immersive VR for Scientific Visualization: A Progress Report”, IEEE Virtual Reality, IEEE, 2000.

[10] Web3D (2006) Consortium. X3D International Specification Standards. Disponível em: < http://www.web3d.org/x3d/specifications/x3d_specification.html>. Acessado em: março/2006.

[11] J. Berta. “Integrating VR and CAD”. IEEE Computer Graphics and Applications, v. 19, p. 14-19, IEEE, 1999.

[12] Y. Zong, W. Mueller e W. MA. “A model representation for solid modeling in a virtual reality environment”. Proceedings Of The Shapes Modeling International 2002 (SMI'02), IEEE, 2002, pp.183-190

[13] Corseuil, E. T. L., A. B. Raposo, R. J. M. Silva, M. H. G. Pinto, G. N. Wagner, M. Gattass. A VR Tool for the Visualization of CAD Models. VII Symposium on Virtual Reality – SVR 2004, p.327-338. São Paulo, SP, Brasil, 2004.