Fundamentos del diseño asistido por ordenador (CAD)

FUNDAMENTOS DEL DISEÑO ASISTIDO POR ORDENADOR (CAD) EN ARQUITECTURA

ELYS JOHN

Título original: CAD Fundamentals for Architecture Diseño: John Round Design Edición: Gaynor Sermon Traducción: Cristóbal Barber Casasnovas Revisión técnica de la edición en lengua española: Josep Maria Rovira Gimeno Catedrático Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona Universidad Politécnica de Catalunya

Coordinación de la edición en lengua española: Cristina Rodríguez Fischer

Primera edición en lengua española 2013 © 2013 Art Blume, S.L. Av. Mare de Déu de Lorda, 20 08034 Barcelona Tel. 93 205 40 00 Fax 93 205 14 41 E-mail: info@blume.net © 2013 Laurence King Publishing, Londres © 2013 del texto Elys John ISBN: 978-84-9801-696-3 Impreso en China Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, sea por medios mecánicos o electrónicos, sin la debida autorización por escrito del editor.

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FUNDAMENTOS DEL DISEÑO ASISTIDO POR ORDENADOR (CAD) EN ARQUITECTURA

ELYS JOHN

Contenido 6

Introducción

8

PRIMERA PARTE: DIBUJO 2D

10

Introducción al CAD

12

Referencias de los iconos

14

Configuración de la interfaz de usuario

20

Familiarizarse con las capas

24

Tutorial 1. Ejercicio de dibujo básico

36

Exportar el diseño/dibujo de presentación

54

Conversión a PDF

58

SEGUNDA PARTE: VOLUMEN

60

Introducción

66

Interfaces 3D

72

XYZ

77

Técnicas de creación sencillas

84

Modificación

92

Métodos de construcción

102

Copiar/matriz

108

Tutorial 2. Ejercicio 3D

112

TERCERA PARTE: RENDERIZACIÓN

114

Renderización: conceptos básicos

122

Renderización en AutoCAD

130

Renderización en 3ds Max

138

Renderización en Form Z

144

Renderización en Maya

150

Renderización en SketchUp

156

Renderización en Vectorworks

162

Tutorial 3. Renderización

168

CUARTA PARTE: PRESENTACIÓN

170

Introducción

172

Configurar Photoshop

174

Posibilidades básicas de presentación

178

Herramientas de Photoshop

184

Tutorial 4. Presentación

188

QUINTA PARTE: REPASO GENERAL Y RECURSOS

190

De principio a fin: el pabellón Barcelona

196

Información programada del edificio 3D (BIM)

200

Solución de problemas

202

Glosario

204

Índice y créditos

6

Introducción A menudo se hace referencia al dibujo como una actividad manual,

asistido por ordenador se usa un consistente lenguaje formal para

y hoy en día sigue teniendo un importante papel creativo en el

referirse a los principales métodos de dibujo y modelado. Dado

desarrollo del diseño de proyectos de arquitectura y de interiorismo.

que este libro muestra ejemplos de varios programas informáticos,

Muchos cursos de arquitectura y diseño ponen especial énfasis en la

más que como una guía para usar un programa específico puede

importancia del dibujo y el modelado manual a la hora de comunicar

emplearse como obra de referencia general.

y desarrollar de forma eficaz un programa preliminar. No obstante,

El propósito principal de este libro es desmitificar las

a pesar de que la importancia del dibujo a mano es incuestionable,

interfaces de los programas 2D y 3D y proporcionar una explicación

en el ámbito del diseño actualmente se considera mucho más

detallada de las habilidades fundamentales necesarias para el diseño

importante dibujar y modelar usando medios digitales.

arquitectónico, desde los métodos de dibujo 2D y construcción

El diseño asistido por ordenador, o CAD, se está convirtiendo

3D más sencillos hasta las técnicas de renderización más complejas.

en una parte cada vez más esencial de la práctica del diseño en cuanto

Los programas que se incluyen en este trabajo se cuentan entre los

a creatividad y eficiencia. Este libro, pues, presenta los conceptos

más usados tanto en la industria como en el ámbito académico:

fundamentales de la renderización digital que todo arquitecto y todo

SketchUp, Vectorworks, Form Z, AutoCAD, 3ds Max, Maya

estudiante de arquitectura deberían conocer. En el ámbito del diseño

y Photoshop.

En los capítulos 1 y 2 aprenderá los aspectos básicos del dibujo 2D y el modelado 3D. Los tutoriales le enseñarán el proceso de creación de un edificio desde cero.

Introducción 7

En el libro se examinan diferentes programas de forma paralela

parte, el lector encontrará también datos sobre la información

para que el lector pueda ver cómo se llevan a cabo tareas similares

programada del edificio 3D (BIM), que se está convirtiendo

usando programas diferentes. Cada capítulo incluye una parte

rápidamente en una parte importante del proceso de diseño

práctica en la que se explica, paso a paso, cómo dibujar, modelar

y construcción de arquitectura. También hay una exhaustiva sección

y renderizar de principio a fin un edificio usando diversos programas,

de recursos con consejos para la resolución de problemas, un glosario,

así como distintos recuadros con referencias a otros programas

una bibliografía recomendada y un listado de sitios web útiles.

alternativos. Gracias a todo ello, el lector ya no dependerá tanto

Espero que este libro sirva tanto a estudiantes de arquitectura

de un programa concreto, sino que será capaz de usar múltiples

e interiorismo como a arquitectos e interioristas poco familiarizados

programas diferentes y tendrá una visión mucho más amplia de lo

con el diseño asistido por ordenador. Un error común de algunos

que se puede llegar a hacer gracias al diseño asistido por ordenador.

cursos de diseño es que no enseñan diseño asistido por ordenador

En la última parte del libro se incluye un tutorial en el que se

de una manera formal, y los estudiantes tienen que enfrentarse

combinan todas las técnicas descritas a lo largo del libro para llevar

solos a los programas. Este libro pretende ofrecer una base sólida de

a cabo la renderización paso a paso de un edificio icónico, el Pabellón

conocimientos básicos del diseño asistido por ordenador y enseñar

Barcelona, e ilustrar así las diferentes fases de un proyecto. En esta

a producir representaciones arquitectónicas de calidad profesional.

En los capítulos 3 y 4 se muestra cómo renderizar un edificio y cómo producir materiales de presentación.

Gracias a las claras instrucciones de los tutoriales, podrá llevar a cabo todas las fases del proceso usted mismo.

150 Tercera parte: Renderización

Renderización en SketchUp 1. INTERFAZ SketchUp ha evolucionado en muchos aspectos en lo que a la creación de objetos se refiere, pero su motor de renderización por defecto no lo ha hecho. El programa dispone de la función de sombreado y cuenta con un ajuste de luz solar por defecto que se usa para añadir sombras en la escena. Generalmente, en los programas de renderización es usted quien procesa la imagen.

En SketchUp esto no es posible. Lo que ve en pantalla es lo que tendrá como imagen final. Por supuesto, se puede aumentar la resolución de la imagen para que tenga mayor calidad.

Esto podría hacer que usar el programa SketchUp dejara de tener sentido, ya que, en esencia, es un programa de dibujo relacionado con la actividad de dibujo manual cuyo objetivo no es crear los entornos artificiales que, por lo general, suelen generar los programas CAD. Es precisamente en este entorno de dibujo donde SketchUp ha desarrollado multitud de estilos diferentes que después pueden aplicarse a un modelo CAD.

Típico efecto bosquejo aplicado a un modelo 3D, con las sombras predeterminadas añadidas a la escena.

Ver

Para acceder a las opciones de renderización de boceto, abra el menú «Ventana» y seleccione la opción «Estilos».

Ventana

Plugins

Ayuda

Minimizar Zoom

δM

√

Información Modelo Información Entidad

ίδI δI

Materiales Componentes Estilos

ίδC

√

√

Capas Esquema Escenas Mostrar fuentes

Estilos de material

Dibujo

Cámara

Barra herram.

Herramientas

√ √ √ √

mapa textura - SketchUp

Geometria oculta Planos de sección Cortes de sección Ejes Guías

Escena 1

Sombras Niebla Estilo de arista Estilo de cámara Edic. componentes

υ υ

Animación

υ

Ocultar barra Personalizar barra...

δT

PLUG-INS DE RENDERIZACIÓN

υ

Rayos X Alambre Líneas ocultas Sólido √ Sólido con texturas Monocromo

Ver el estilo aplicado

Si la explicación terminara aquí, la descripción de la capacidad de renderización de SketchUp sería incompleta. A petición y en colaboración con SketchUp, los plug-ins de renderización han evolucionado mucho, hasta el punto de conferir al motor de renderización de SketchUp unas capacidades envidiables.

En consonancia con la interfaz sencilla e intuitiva del programa, estos plug-ins son muy fáciles de usar y los resultados que se obtienen con ellos son sorprendentes.

Twilight, SU Podium y V-Ray son posiblemente los plug-ins más comunes, aunque existen algunos otros en el mercado.

Por norma general, se venden como programas complementarios y son caros. Como con la mayoría de programas, existen interesantes descuentos para su uso en el ámbito educativo, tanto para estudiantes como para el profesorado. En el ejemplo siguiente he usado la versión de demostración.

He decidido utilizar el plug-in V-Ray porque es probablemente el programa de renderización más usado de los que pueden encontrarse en el mercado. También hay versiones para 3ds Max, Maya y otros muchos programas, de modo que la información que se proporciona aquí podría servir para usar este plug-in en otros programas CAD.

Ventanas

υ

√ Pestañas de escena

Tras instalar el plug-in V-Ray, se puede seleccionar desde el menú «Complementos › V-Ray».

Barra herram.

Pestañas de escena

√ √ √ √

υ

Geometria oculta Planos de sección Cortes de sección Ejes Guías

√ V-Ray for SketchUp Podium V2 Comp. dinámicos Caja de arena Norte solar

Sombras Niebla Estilo de arista Estilo de cámara Edic. componentes Animación Ocultar barra Personalizar barra ...

Conj. grande de Herram.

Herram. Sólidas Google

υ υ υ υ

Pro

Renderización en SketchUp 151

2. CÁMARA Puede usar la herramienta «Situar cámara», que encontrará en el conjunto grande de herramientas o en el menú «Cámara › Situar cámara».

Situar cámara

Como en otros programas, deberá seleccionar el punto de vista y la dirección hacia la que quiere mirar. Puede definir la altura del ojo después o en tiempo real mediante el campo «Altura del ojo», situado en la esquina inferior derecha de la ventana.

Herramientas «Cámara/Vista»

Herramienta «Situar cámara»

CONSEJO ALTURA DEL OJO Cuando use la herramienta «Situar cámara», puede definir la altura del ojo en la casilla de entrada de la esquina inferior derecha de la ventana.

Altura del ojo

GUARDAR VISTA DE CÁMARA Una vez creada la vista, querrá guardarla como vista predefinida. Puede usar las vistas estándar para navegar libremente por el objeto. Con la escena guardada siempre podrá recuperarla:

Escenas

Escena 1 Foto: Sin descripción

«Ventana › Escenas».

Para guardar una escena solo tiene que usar el símbolo +. El estilo de la escena se guarda también con ella.

PRUEBA DE RENDERIZACIÓN Después de guardar una vista, probablemente quiera hacer una prueba de renderización. Cuando instale y seleccione el plug-in de renderización V-Ray, aparecerá un nuevo conjunto de herramientas llamado «V-Ray for Sketchup».

He creado una impresionante renderización de prueba sin luces y con sencillos materiales blancos y de color pastel sin tener que modificar ningún ajuste.

Icono de renderización de V-Ray

Prueba de renderización

152 Tercera parte: Renderización

3. LUCES Y FONDO

Ajustes de sombras de luz solar de SketchUp

Ajustes de sombras UTC-7:00

La interfaz original de SketchUp no dispone de luces, excepto la luz solar, algo que resulta bastante sorprendente.

V-Ray y la mayoría de plug-ins de renderización permiten añadir focos, luces puntuales, etcétera.

Hora:

06:43 AM

Fecha:

04:46 PM

J F M A M J J A S O N D

Ventana › Sombras

01:30 PM 11/08

Luz puntual de V-Ray

Ajustes de degradación

Editor de luces

Puede editar los parámetros de luz haciendo clic con el botón derecho del ratón sobre el objeto de luz y seleccionando la opción «Edit light».

Es posible que tenga que cambiar la configuración de «Inverse square» a «Linear».

Editor de Luces Información Entidad Borrar Ocultar Bloquear Editar grupo Explotar Crear componente

LightOmni Intensidad

Degradación

Color

Unidades

Inversa del cuadra

Difuso

Intensidad

Despegar Reiniciar escala Reiniciar inclinación Insertar caras Dar la vuelta Suavizar/Alisar aristas Ver modelo centrado Iluminación para bocetos

Opciones

Habilitado

1.0 Especular Por defecto (escala)

Muestras

Sombras

Subdivisión en fotones

Sombras

500

Sombra parcial Subdivisión cáustica

Edit light

Recorte

1000

Radio de sombra Subdivisión de sombras

0.001 Color de sombras

Editar luz Cancelar

OK

CONSEJO INTENSIDAD DE LUZ Tal vez tenga que aumentar la intensidad de la luz para ver su efecto en la escena.

En el ejemplo que se muestra aquí, se definió a una intensidad de 2.

Elegir muestra

MEJOR BLANCO Después de añadir las luces, tal vez quiera cambiar el color de los materiales a blanco. Puede hacerlo con la herramienta «Elegir muestra» de la paleta «Materiales».

Ventana

Plugins

Ayuda

Minimizar Zoom

δM

Información modelo √ Información entidad

ίδI δI

Materiales Componentes √ Estilos

ίδC

Renderización en SketchUp 153

RENDERIZACIÓN DE PRUEBA Aquí se muestra una renderización de prueba con las luces y los materiales, ambos en blanco.

FONDO Hay dos maneras de usar una imagen como fondo, entre ellas la herramienta «Igualar fotografía». La manera más sencilla de añadir una imagen contextual es seleccionando «Archivo › Importar imagen».

Imagen importada

La imagen se introducirá como una única imagen sobre un plano. Después puede estirar y modificarla para ajustarla a la escala más adecuada.

Puede trabajar con una axonometría para que sea más fácil colocar la imagen de fondo.

También puede utilizar la paleta «Escenas» para guardar vistas adicionales, como, por ejemplo, la axonométrica. De esta forma será más fácil modificar el plano de la imagen.

Escenas

Escena 1 Foto: Sin descripción

Escena 2 Foto: Sin descripción

CONSEJO IMPORTAR IMAGEN Es preferible usar este método de importación de imágenes de fondo a emplear la opción «Textura del material», ya que repetirá la imagen de forma automática.

154 Tercera parte: Renderización

Paleta «Materiales»

4. MATERIALES Pestaña «Texturas»

Antes ya hemos hablado (en la sección «Mejor blanco» de la página 139) de la paleta «Materiales». SketchUp dispone de muchos materiales predefinidos.

Para crear texturas deberá seleccionar la pestaña «Texturas» y crear una lista nueva. Diríjase a «Ventana › Materiales».

Colores Colores

Nombre de la lista: Mis texturas

Mis texturas Cancelar

OK

Cuando cree una textura, aparecerá un diálogo en el que deberá introducir la altura y la anchura. Úselo para escalar el mapa de imagen.

Crear una nueva lista

Colores

Colores Opacidad

Lista Nueva...

Duplicar...

Eliminar Purgar no usados

Lista

Editar...

Eliminar Duplicar...

Nueva textura...

100 %

100 %

Use la sección «Nueva textura» para crear su propia textura

Una vez creada la textura, puede emplear la herramienta «Pintar» para asignar la textura.

Prueba de renderización con un material añadido.

Renderización en SketchUp 155

MAPA DE TEXTURA La creación de mapas de texturas en SketchUp es un proceso bastante sencillo. Puede hacer clic con el botón derecho del ratón sobre una cara y usar la herramienta «Textura › Posición» para ajustar el mapa, la escala, la posición, etcétera, de la textura.

Colores

Mis texturas

Colores

Colores Opacidad

Opción «Escala»

Deberá comprobar la mayoría de ajustes realizados en V-Ray; si no son adecuados, el tiempo de renderización puede aumentar drásticamente. Compruebe también que estén activados los ajustes de Iluminación global.

Renderización final de V-Ray/Sketch Up

Guardar archivo de imagen

Opciones de renderización de V-Ray

CONSEJO AGRUPAR Agrupe un objeto para aplicarle un material.

100 %

Imagen tipo plano en la que se han empleado las etiquetas para escalar, distorsionar, ajustar la perspectiva y mover.

5. AJUSTES DE RENDERIZACIÓN FINAL

Puede definir un tamaño personalizado en los ajustes de la sección «Output» de V-Ray.

Lista

GUARDAR ARCHIVO Use el icono del disquete para guardar la imagen renderizada. Para guardar una imagen de pantalla, diríjase a «Archivo › Exportar › Gráfico 2D».

El diseño asistido por ordenador (CAD) constituye la herramienta de diseño y dibujo más usada en el ámbito de la arquitectura, y todos los estudiantes tienen que aprender cómo usarla. Este libro explica los conocimientos básicos de CAD que se necesitan para crear dibujos ortogonales, modelos en 3D y representaciones en perspectiva. Las técnicas de dibujo 2D se muestran en AutoCAD, SketchUp y Vectorworks; en el modelado 3D las técnicas de presentación se muestran también con 3ds Max, Maya, Form Z y Photoshop. En este libro se examinan diferentes programas de forma paralela para que el lector pueda ver cómo se realizan tareas similares en los distintos programas y tenga la posibilidad de usar el libro no como un manual de un programa concreto, sino como una referencia general.

• Presenta las interfaces CAD de diseño 2D y 3D y analiza las principales herramientas, técnicas y tareas.

• Incluye ejercicios prácticos y claros ejemplos de métodos explicados paso a paso.

• Contiene también técnicas de renderización profesional y de postedición en Photoshop.

ELYS JOHN es profesor titular de arquitectura de interiores en la Cardiff School of Creative & Cultural Industries de la Universidad de Gales del Sur. Anteriormente fue profesor de CAD durante más de ocho años en el Instituto de la Universidad de Gales en Cardiff.

ISBN 978-84-9801-696-3

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788498 016963