Fundamentos Modelado y Prototipado

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fabricacion de modelos y prototipos

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  • Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Departament Denginyeria De sistemes inDustrials i Disseny

    Codi dassignatura SdF 222

    Fundamentos del modeladoy prototipado virtualen el diseo de productos

    Jaume Gual Ort

  • Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Edita: Publicacions de la Universitat Jaume I. Servei de Comunicaci i Publicacions Campus del Riu Sec. Edifici Rectorat i Serveis Centrals. 12071 Castell de la Plana http://www.tenda.uji.es e-mail: [email protected]

    Collecci Sapientia, 44Primera edici, 2011www.sapientia.uji.es

    ISBN: 978-84-693-7377-4

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    NDICE

    1. Diseo formal en las tres dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Introduccin. Fundamentos del diseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Tipologas de configuraciones de cuerpos en el espacio. Elementos conceptuales y visuales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Elementos lineales, planos y slidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2. Cuerpos abiertos: elementos lineales y planos. . . . . . . . . . . a) Elementos lineales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. b) Elementos planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.3. Cuerpos cerrados: los elementos slidos. . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Estructura perceptiva del espacio tridimensional. . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.1. La verticalidad de la gravedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3.2. La horizontalidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Propiedades visuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.1. La estructura formal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) La forma material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) La forma perceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.2. Las relaciones de medida/dimensin, escala y proporcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) La medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) La escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) La proporcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4.3. La piel externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) El color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) La textura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. Lgicas fundamentales en el diseo formal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.1. Las lgicas de relaciones direccionales. . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.2. Las lgicas de manipulacin. Principios generadores de la forma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Operacin aditiva/sustractiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) La operacin de interseccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) La estela del giro y el desplazamiento. . . . . . . . . . . . . . . . d) La repeticin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e) La divisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . f) La proporcin y el escalado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g) La simetra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5.3. Las lgicas de organizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Organizaciones nucleares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Organizaciones lineales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    c) Organizaciones agrupadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d) Organizacin en trama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e) Organizacin mediante el uso de la simetra. . . . . . . . . . . . . 1.6. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Bibliografa de consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2. Aspectos subjetivos y perceptivos fundamentales en el diseo formal. . . . . 2.1. Aspectos cualitativos de la composicin formal. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1. El peso visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2. Composiciones estticas vs. dinmicas: la inercia visual. . . . . 2.1.3. Equilibrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.4. Ritmo visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.5. Tensin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.6. El resultado orgnico o rectilneo-anguloso de la composicin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Aspectos de percepcin formal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1. Principio de simplicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2. Principio de la buena forma. Pregnanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3. Principio de la buena continuidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4. Principio de cerramiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Unidad vs. variedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. Bibliografa de consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3. Fundamentos de las presentaciones virtuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Factores elementales de las representaciones virtuales . . . . . . . . . . . . 3.1.1. Seleccin del estilo de representacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Tipologa del objeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3. El sistema de representacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4. El punto de vista del observador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Posicin del punto de vista y ngulo de la toma . . . . . . . . . b) Aspectos de ptica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) Encuadre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . d) Enfoque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Aspectos relativos a la iluminacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Iluminacin focal dirigida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Iluminacin difusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3. Iluminacin combinada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.4. Posicin y orientacin de la iluminacin . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Iluminacin cenital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Iluminacin contrapicada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) Iluminar en contraluz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Aspectos relativos al entorno del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Grado de iluminacin del entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Acabados superficiales del entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3. La lnea de horizonte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.4. Composiciones virtuales sobre imgenes digitales. . . . . . . . . . a) Seleccin de la imagen de fondo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Encaje del objeto en la composicin bidimensional. . . . . . . c) Coordinacin de la iluminacin del objeto con el fondo. . .

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    3.4. Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Bibliografa de consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    4. Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    5. Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    ndice de figuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    ndice de tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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    1. Diseo formal en las tres dimensiones

    1.1. Introduccin. Fundamentos del diseo

    El diseo de objetos alcanza diferentes dimensiones del espacio, desde la bidimen-sional hasta la tridimensional. El mbito de esta asignatura se centra en esta ltima dimensin.

    Como es conocido, los diseadores de productos proyectan, entre otras cosas, objetos, artefactos, dispositivos y sistemas, elementos que, en la mayora de las ocasiones, poseen una estructura formal, la cual debe ser decidida con especial atencin. Para ello, la utilizacin de un enfoque intuitivo en la creacin de objetos, y en la decisin sobre la forma final, suele ser de lo ms habitual entre proyectis-tas. Este proceso se genera a partir del bagaje experimental, una buena dosis de talento y el conocimiento acumulado y personal de cada diseador. Ahora bien, dentro del proceso de creacin, y despus de ciertos anlisis sistemticos llevados a cabo por diversos tericos a partir de las vanguardias artsticas de principios del siglo xx, sobre todo tericos de la escuela de diseo Bauhaus,1 se puede aseverar que existen, adems, ciertas lgicas y elementos que articulan y sistematizan el diseo ms all del enfoque nicamente intuitivo, al menos en lo que hace referencia no a la concepcin de la idea sino a la decisin relativa a la forma final del producto, artefacto, dispositivo, etc. Esta decisin final sobre la apariencia de la forma del producto se realiza y se asume desde un enfoque especulativo; el diseador analiza y evala los primeros esquemas y bocetos hasta encontrar una estructura formal que ya puede considerarse diseo preliminar. Todo esto sucede en la fase de con-cepcin del objeto. En esta fase es conveniente observar el proceso en su totalidad y atender tanto a las premisas preliminares, los requisitos y objetivos de diseo como a las condiciones futuras de fabricabilidad y mercado, entre otras.

    Se produce, por lo tanto, un proceso especulativo-intuitivo, es decir, reflexivo, dentro del desarrollo proyectual, mediante el cual a partir de una o varias ideas, an abstractas, se va concretando la forma inicial del objeto gracias a continuas verificaciones. Un maestro del diseo nacional como Andr Ricard explica cmo sucede este proceso:

    La finalidad de este desarrollo proyectual es hacer visibles, en imgenes perceptibles, esos inmateriales conceptos ideados, para poder as efectuar las distintas verificaciones que exige su progresin hacia una realidad material. Esta verificacin se efecta en varias fases, cada una enjuiciando y valorando aspectos distintos de la idea global, aunque los mtodos sean siempre ms o menos especulativos. En efecto, para poder valorar razonablemente una idea, hay que poder visualizarla en lo que sera su realidad sensible (Ricard, 1982: 145).

    1. Cualquier estudiante de diseo de producto conoce la trascendencia de la Bauhaus en su disciplina. Es parte constituyente de su formacin. En cualquier caso, para una mirada ampliada y detallada de este hecho se recomienda consultar Fiedler y Feirebend, (2000), o bien Lupton y Miller (1993) para una consulta sinttica y breve. Aunque la literatura sobre la Bau-haus y sus ms importantes representantes, Gropius, Meyer, Mies, Itten, Klee, Kandinsky, Albers, Breuer, etc., es de una extensin inabordable, conviene aqu reconocer su mrito como iniciadores de una gran cantidad de estudios relacionados con la forma y el color, entre otros.

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    De esta manera, el propsito de esta asignatura es, en primer lugar, conocer y trabajar activamente un enfoque sistemtico dentro del desarrollo proyectual, con-cretamente en la fase de diseo conceptual, para as poder generar variaciones en objetos tridimensionales mediante herramientas cad (de diseo asistido por orde-nador); y, en segundo lugar, presentar con dignidad el producto realizado desde un entorno infogrfico virtual. Este tipo de enfoque puede complementar el propio proceso especulativo-intuitivo de diseo, una vez se ha generado la idea que final-mente deber expresarse como forma.

    Ahora bien, conviene contextualizar un poco ms la asignatura en su marco tem-tico para determinar y comprender su alcance y profundidad terica. En este senti-do, sta forma parte de un mdulo ms extenso denominado Diseo avanzado en el modelado de productos y sus contenidos se relacionan, fundamentalmente, con las asignaturas de: Diseo avanzado de superficies, en la cual se trabajan competen-cias fundamentalmente relacionadas con los aspectos matemticos y geomtricos de la forma; y Prototipado rpido cuyo objetivo principal es la generacin de pro-totipos fsicos a partir de las diversas tcnicas existentes para este fin. Este mdulo temtico, compuesto por estas tres asignaturas y un proyecto prctico comn que integra sus contenidos respectivos, pertenece al Mster en Diseo y Fabricacin impartido en la Universitat Jaume I de Castelln, ms concretamente, a su mdulo optativo de especializacin en Diseo de producto. La asignatura, por otro lado, est dimensionada en slo 3 crditos ects, lo que supone una dedicacin total del estudiante de 75 horas entre sesiones presenciales y no presenciales, actividades prcticas, tericas, etc. De ah que la extensin de estos apuntes tericos sea come-dida y ajustada a estas condiciones y que muchos de los aspectos se aborden desde una visin sinttica, y dejando de lado las competencias que no le son propias. Conviene incidir, por lo tanto, en la importancia de una serie factores en los que no se va a entrar en detalle en esta asignatura por falta de tiempo, como por ejemplo la idea-creatividad, la funcin-contenido, la referencia histrica, el smbolo-mensaje, el estado de la tcnica, la geometra descriptiva, los antecedentes his-tricos, etc. Aspectos que, por otro lado, son fundamentales en el diseo de objetos pero que el estudiante debe abordar en otras materias anteriores o paralelas a sta. De hecho, la mayora de las temticas citadas son parte integrante de la formacin, en los primeros cursos, de los estudiantes en diseo de productos.

    Cabe detallar que es cierto que estos factores, por s solos e independientemen-te, no determinan en su totalidad el aspecto final del objeto, y que la concepcin formal presenta cierta flexibilidad y laxitud respecto a ellos. El ejemplo de esta afirmacin se centra en el anlisis del debate ya superado entre forma y funcin: cualquier elemento de uso, cualquier funcin, se puede expresar finalmente desde diferentes soluciones formales, como as ocurre en la realidad, no existe un nico modelo de gafas, ni de asiento. Es decir, cualquier funcin se puede solucionar desde diferentes formas. Cualquier producto industrial se materializa resolviendo el uso al que va destinado, en un contexto tcnico, cultural y socio-econmico determinado, y atendiendo, finalmente, a aspectos formales.

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    Es precisamente dentro de este entramado entre el uso, la funcin, la tcnica y el contexto, en el que la forma toma cierto protagonismo y esta asignatura adquie-re sentido. En el diseo de esta forma, de la apariencia del objeto, se encuentra el hilo conductor de la materia aqu expuesta. Partiendo de los fundamentos del diseo se tratar de llegar a una aplicacin concreta y prctica del diseo formal sobre los objetos de uso, atendiendo a conocimientos previos fundamentales como los sistemas de representacin, aspectos de geometra y tambin a las nociones elementales de diseo bsico. La cuestin de la percepcin psicolgica jugar un papel especialmente relevante en el transcurso del texto.

    As, como antecedentes a la asignatura, existen numerosos estudios que en su ma-yora proceden de antecedentes histricos relacionados con las artes plsticas, la arquitectura y la psicologa de la percepcin, pero que difcilmente se encuentran aplicados al diseo de productos. Estudios que, por otro lado, poseen una variada y extensa literatura de gran ayuda a la creacin de composiciones pictricas, escul-turas y edificacin, pero en los que el traspaso al contexto del diseo de productos apenas se ha considerado, a excepcin de algunos casos aislados. De este hecho radica la importancia de tratar de encajar y concretar este amplio marco terico al diseo de objetos.

    En este sentido, la asignatura, propone conocer, en primer lugar, qu elementos son fundamentales en la lgica del diseo sistemtico y conceptual. En segundo lugar, se propone conocer qu propiedades visuales afectan a estos elementos a estos conceptos. En tercer lugar, la asignatura pretende dar a conocer algunas de las lgicas, operaciones, instrumentos y relaciones que se establecen dentro de la articulacin de los elementos citados para, finalmente, intentar reconocer cmo, estos factores, determinan el carcter (estilo) final de cualquier objeto. Por ltimo, habr que comunicar esta idea mediante una recreacin, en este caso virtual, de la forma. Esta recreacin se propone aqu empleando las posibilidades de las herra-mientas infogrficas.

    As, la asignatura consta bsicamente de dos bloques diferenciados. Un primer bloque abarcado por los temas 1 y 2 en el que se exponen aspectos de diseo for-mal, subjetivos y perceptivos; y un segundo bloque en el que se tratan especfica-mente los fundamentos de las presentaciones virtuales infogrficas (tablas 1 y 2). Al finalizar estos bloques tambin se ha considerado conveniente aadir un glosa-rio de trminos que clarifica las diferentes acepciones empleadas en el transcurso del texto, ya que la literatura existente parece no encontrar siempre un consenso sobre los diferentes significantes empleados, hecho, ste ltimo, que puede llegar a confundir al estudiante.

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    Tabla 1. Mapa cognitivo del diseo formal en las tres dimensiones. Integra los aspectos subjetivos y perceptivos del diseo formal.

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    Tabla 2. Mapa cognitivo de los aspectos ms fundamentales en el diseo de presentaciones virtuales.

    Las competencias que se trabajan en la asignatura son las siguientes:

    Reconocer y analizar objetos generados a partir de configuraciones formales basadas en cuerpos abiertos y cuerpos cerrados.

    Redisear objetos con cuerpos cerrados y/o cuerpos abiertos. Generar diversas soluciones formales a partir del uso de elementos slidos, planos y lineales.

    Resolver problemticas comunes de diseo formal de modo unificado y senci-llo: resolver de forma autnoma diferentes alternativas o soluciones de diseo para un producto.

    Experimentar aspectos cualitativos y perceptivos en el proceso de formaliza-cin y presentacin del producto.

    Disear presentaciones virtuales digitales a partir de los fundamentos esceno-grficos, fotogrficos y publicitarios.

    Modelar a modo de bocetado rpido intuitivo con tcnicas cad. Saber utilizar recursos bsicos para la exportacin de archivos cad de modelado.

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    Todas estas competencias son abordadas desde las sesiones prcticas presenciales de la asignatura. Las dos ltimas competencias de la lista no se abordan, por su carcter prctico, en este texto, sino, nicamente, en las sesiones prcticas.

    Por ltimo, hay que sealar que el conjunto del software empleado en el desarrollo de la asignatura y para su seguimiento tiene un valor relativo, en tanto se entiende como una serie de herramientas facilitadoras del diseo, en general, y de los conte-nidos de la asignatura, en particular. En este caso, la mayora de las presentaciones han sido modeladas con el programa Rhinoceros v.4, y presentadas en Flamingo v.3, Penguien v.2, 3ds Max 2006 y Kerkythea 2008 Echo Edition.

    1.2. Tipologas de configuraciones de cuerpos en el espacio. Elementos conceptuales y visuales

    1.2.1. Elementos lineales, planos y slidos

    En este primer bloque de contenidos se presentan los elementos fundamentales que toman parte en el diseo de objetos dentro del hecho tridimensional del espa-cio. Estos son: los elementos con carcter lineal, los elementos con carcter plano y, por ltimo, los elementos con carcter slido. Sobre este tema existe numerosa literatura, normalmente, tratada desde la vertiente bidimensional de la pintura o del diseo grfico, pero tambin desde la ptica de la arquitectura. De entre todos estos estudios destaca, por su carcter pionero, el realizado por Kandinsky, Punto y lnea sobre plano (Kandinsky, 1994).

    Todos estos elementos hay que entenderlos como tres vrtices de un tringulo en el cual se establecen tambin conexiones intermedias dentro del mismo (fig. 1). Es decir, tambin se dan situaciones, dentro de las soluciones formales de los objetos de uso, con carcter ambiguo entre los elementos propuestos.

    Fig. 1. Modelo de tringulo en el que se aprecia el uso de elementos lineales, planos y slidos, as como

    situaciones intermedias.

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    Existen, por lo tanto, numerosas posibilidades formales a partir de la variacin de elementos planos y slidos sobre configuraciones formales similares, como en el ejemplo de asiento (fig. 2). En algunos casos se dan situaciones de ambigedad ya que, por ejemplo, los elementos planos configuran, mediante repeticin, formas prximas al carcter slido o, tambin, su dimensin de espesor puede hacer de-cantar un objeto diseado a partir del plano hacia un aspecto slido.

    Fig. 2. Ejemplo de las posibilidades de variaciones formales a partir del empleo de elementos planos y slidos en el diseo conceptual de productos.

    Estos elementos generan, a su vez, en su uso compositivo diferentes tipologas de objetos: cuerpos abiertos y cuerpos cerrados.

    Disear a partir de la variacin de los elementos y la toma de conciencia de ciertas lgicas puede dotar al diseador de los ingredientes y los instrumentos para abor-dar la solucin formal de un objeto.

    1.2.2. Cuerpos abiertos: elementos lineales y planos

    Las formas de las tipologas de objetos generadas a partir de la utilizacin de ele-mentos lineales y/o planos conforman, generalmente, una genealoga de objetos caracterizados, entre otros aspectos, por ser livianos visualmente, es decir, de poco peso visual y con poca masa corprea.

    a) Elementos lineales

    Para presentar los elementos lineales conviene apuntar primero al concepto de lnea. Aunque por su visualidad, la lnea como el resto de elementos, se puede reconocer con cierta facilidad, sta se podra entender, por ejemplo, como el reco-rrido de un punto. Entre sus atributos conceptuales se puede decir que es el referente de la bidimensionalidad ms bsica, se distingue por la relacin de proporcin visual entre su longitud y espesor, la primera mucho ms acusada que la segunda. Tal y como algunos autores apuntan, aunque conceptualmente no tiene anchura ni profundidad (Wong, 1991: 11; Ching, 2004: 9), se reconoce que visualmente s que puede tener estos atributos. La lnea delimita contornos cerrados y, si no, se encuentra abierta y delimitada entre puntos. Es, adems, el borde, el canto, el filo, el lmite de los elementos planos y slidos.

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    Desde un punto de vista conceptual, como elemento imaginado comunica del-gadez, y entre otras aplicaciones, la lnea puede poseer ciertas cualidades como separar o asociar partes. Expresa posicin, direccin, continuidad y movimiento en la descripcin de su trayectoria.

    Adems, la lnea vertical, en la direccin de la gravedad, expresa cierto carcter esttico y de equilibrio, como se ver en apartados posteriores.

    La lnea horizontal, sin embargo, expresa cierta estabilidad, quietud, calma y re-poso.

    Por ltimo, la lnea oblicua se caracteriza por su carcter dinmico, activo y en desequilibrio, en contraposicin con los caracteres vertical y horizontal.

    Visualmente, la lnea puede ser recta, quebrada, curva, regular, flexible, rgida, irre-gular, con espesores diferentes y variados e incluso puede soportar texturas.

    Los elementos lineales pueden generar formas tanto en las dos dimensiones como en el espacio de las tres dimensiones (fig. 3).

    Fig. 3. Ejemplo de elemento volumtrico resuelto a partir del uso de la lnea en el espacio

    en la fase conceptual de diseo.

    b) Elementos planos

    Si la gnesis de la lnea se poda concebir como un punto en movimiento. El plano, a su vez, podra generarse a partir del movimiento de una lnea en una direccin diferente a la que le es propia por naturaleza.

    De manera abstracta, el plano carece de espesor, aunque s que presenta dimensio-nes de largo y ancho. Sus lmites son lneas conceptuales, Un conjunto de lneas situadas sobre un plano pueden formar una figura o, al menos marcar el contor-no de una figura bidimensional (cuadrado, crculo, tringulo...) (Gmez-Senent, 1986: 199).

    Al igual que la lnea delimita el contorno del plano, el plano, por otro lado, pue-de definir y delimitar los cuerpos cerrados. Los planos caractersticos, horizontal y vertical, expresan los mismos caracteres vistos en los homnimos lineales. El

  • 14Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    plano vertical, en la direccin de la gravedad, es equilibrado. El plano horizontal es esttico y sirve de superficie de soporte y apoyo. El plano oblicuo es dinmico y activo perceptualmente. Visualmente puede dotarse de cierto espesor, forma y textura. Pero los planos, si se entienden desde su concepcin espacial ms com-pleja, como superficies, pueden, adems, extenderse ms all de la propia bidi-mensionalidad y generar figuras en el espacio sin perder su carcter originario de planicidad, es decir, de distinguirse por su especial relacin de proporcin entre largo y ancho, ms que profundo.

    A partir del trabajo formal sobre planos puros, se puede llegar a generar figuras complejas que se articulan en las tres dimensiones (fig. 4).

    Fig. 4. Elemento de descanso resuelto mediante la utilizacin del plano.

    1.2.3. Cuerpos cerrados: los elementos slidos

    Las formas de las tipologas de objetos generadas a partir de la utilizacin de elementos slidos conforman, generalmente, una genealoga de objetos caracte-rizados, entre otros aspectos, por su masa corprea, por su volumetra, por no ser livianos visualmente y por poseer cierto peso visual (fig. 5).

    Fig. 5. Elemento de descanso resuelto formalmente a partir del uso de un cuerpo slido.

    Un cuerpo slido se puede generar a partir del movimiento de un plano.

    Todos los elementos slidos se caracterizan por no ser bidimensionales, es decir, se expresan siempre a partir de las tres dimensiones, poseen ancho, alto y profundo.

  • 1Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Estn delimitados por planos o superficies cerradas, bien mediante una geometra ordenada y rgida de planos puros y aristas rectas como, por ejemplo, los polie-dros, bien mediante una organizacin orgnica de superficies curvas y aristas sua-vizadas. Visualmente se pueden expresar con diferentes formas y texturas.

    Existen los llamados slidos bsicos o primitivos regulares: el cubo, la esfera, el cilindro, el cono y la pirmide que expresan cualidades perceptibles diferentes (Ching, 2004: 42-44). La esfera, por ejemplo, no posee aristas y su contorno no se modifica con la variacin del punto de vista o la posicin, esto se debe a que su contorno circular es siempre constante. Con otros slidos no sucede este fen-meno, el contorno conformado por el cubo o la pirmide vara en funcin de la ubicacin entre el elemento slido y el punto de vista del observador.

    La imagen expuesta (fig. 6) muestra tres soluciones diferentes sobre una configu-racin formal de silla a partir de la variacin de los elementos fundamentales de diseo. A la izquierda se combinan elementos planos y lineales; en el centro ele-mentos slidos y lineales; y a la derecha, elementos planos y slidos. La percep-cin de cada una de las soluciones es diferente: la imagen de la izquierda muestra una silla de cuerpo ligero, mientras que la imagen de la derecha muestra una silla visualmente ms pesada que las otras dos opciones. Los elementos de diseo ofre-cen mltiples posibilidades en su combinatoria.

    Fig. 6. Tres tipos de soluciones a una similar estructura formal de asiento.

    Trabajar con elementos bsicos de diseo, como se aprecia, puede proporcionar al diseador una base slida sobre la cual experimentar variaciones sobre las prime-ras ideas de diseo, es decir, durante la fase de conceptualizacin del producto. Estas primeras ideas suelen realizarse mediante bocetos y modelos e incluso, como aqu, empleando las tcnicas de diseo asistido por ordenador.

    En relacin a las aplicaciones de estos elementos en el diseo en modelos y pro-totipos fsicos es interesante sealar la obra de Jos Luis Navarro, Taller de expre-sin tridimensional (Navarro, 2009: 8-27).

  • 16Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    1.3. Estructura perceptiva del espacio tridimensional

    Antes de entrar a explicar las lgicas del diseo cabe hacer hincapi en los fen-menos naturales y hechos fsicos que condicionan nuestro entorno y por lo tanto el contexto de cualquier objeto. stos son dos2 y son insalvables dentro de la ex-periencia del ser vivo en la tierra, la gravedad y el plano horizontal, o lo que es lo mismo, la verticalidad y la horizontalidad (fig.7). Nuestros rganos vestibulares, aquellos que se relacionan con la orientacin, equilibrio corporal y experiencia de aceleracin y desaceleracin, son los encargados, junto con la visin, de hacernos percibir la horizontal y la vertical. Estos rganos se sitan en la cabeza y son tan fundamentales como la propia visin para hacernos percibir el espacio y situarnos en l en posicin de equilibrio, tanto nosotros como los objetos que percibimos. Como citan Weintraub y Walker (1968: 91-93):

    En general se puede afirmar que los observadores terrestres normales estn influenciados, sobre todo, por referencias visuales al medio con respecto a la percepcin de la vertical y la horizon-tal. En circunstancias visuales corrientes los observadores sufren en menor grado la influencia de las claves vestibulares. Si se elimina el marco visual de referencia (como pasa en la oscuri-dad), predominan las claves vestibulares. Con todas las claves ausentes, los observadores son extremadamente exactos en su apreciacin de la vertical, en cuanto no estn ladeados. Sujetos sentados o erguidos de pie en una habitacin completamente oscura pueden ajustar una varilla de luz apagada a la vertical (en relacin con la gravedad), con una media de error de unos 2 a los sumo (Weintraub y Walker, 1968: 91).

    Fig. 7. Representacin del modelo espacial tridimensional en el que se enfatiza el plano horizontal de soporte sin direcciones privilegiadas y el sentido hacia abajo de la vertical de la gravedad.

    As, segn Rudolf Arnheim, el hombre experimenta el espacio en el que vive como asimtrico (Arnheim, 2001: 30). Es importante citar esta cualidad, ya que, por defecto y por inercia cultural, legada del modelo geomtrico cartesiano del es-pacio, se suele pensar que las tres direcciones propuestas del espacio tridimensional, aquellas que se representan en los tres ejes: x, y, z, tienen las mismas cualidades e importancia, es decir, expresan en su combinacin un espacio homogneo. Esto no es del todo cierto en la experiencia real del espacio:

    2. Estos condicionantes ya han sido citados con anterioridad al hablar de ciertas cualidades de los elementos de diseo como su expresin de equilibrio, quietud o dinamismo. Recordemos, por ejemplo, que la lnea horizontal era esttica y equili-brada, mientras que la lnea oblicua expresaba un carcter dinmico al alejarse de la norma de la vertical.

  • 17Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Geomtricamente, las tres coordenadas del sistema cartesiano de espacio son iguales en carc-ter e importancia. Nuestro espacio terrestre, sin embargo, est invadido por la atraccin de la gravedad que distingue la vertical como la direccin estndar (Arnheim, 2001: 31).

    Otro aspecto, consecuencia del legado cartesiano, posiblemente influencia del mo-delo de representacin didrico y axonomtrico, los cuales presentan estas direc-ciones caractersticas, que citaba Arnheim, de un modo rgido, es la inclinacin natural, por parte del diseador, hacia la conformacin de figuras que continan estos ejes a modo de guas y que sin duda terminan condicionando el resultado formal del objeto. Se trata, pues, de reconocer la amplia realidad del espacio tridi-mensional para explorar sus cualidades intrnsecas ms all de las posibilidades y limitaciones de cualquier modelo de representacin espacial y del propio sistema perceptivo que, como se ver ms adelante, tiende al equilibrio, y atender as, en el proceso creativo del diseo de objetos, las diferencias cualitativas del espacio tridimensional a la hora de resolver el problema formal del diseo. An as, el modelo que aqu se propone para atender el diseo de los cuerpos en el espacio, aqul que incide en la importancia de la verticalidad y del plano horizontal entre otros factores, genera, a su vez, un nuevo inconveniente que afecta, sobre todo, al proceso creativo, pues las condiciones del espacio deben entenderse tambin en toda su amplitud, es decir, para acogerse armnicamente a ellas y realizar objetos que no fuercen sus principios, o bien para evidenciar que tambin stas pueden llevarse al lmite y forzar situaciones tensas y atrevidas por su desafo a lo natural. Como advierte Arnheim: El estndar de la verticalidad como parte de la estructu-ra espacial no se supera con facilidad (Arnheim, 2001: 30).

    1.3.1. La verticalidad de la gravedad

    El primero de los elementos condicionantes del espacio, la gravedad, es la ex-presin inmediata de la direccin en la que los objetos son atrados por la tierra. Su concepcin ms bsica es la verticalidad. sta se entiende como el eje de re-ferencia del resto de las direcciones, como la direccin estndar, la cual tiene un sentido hacia abajo que cabe sealar con especial inters, pues las configuraciones formales deben atender esta condicin en la prctica, bien para acogerse a ella, o bien para evitarla.

    Cualquier variacin de la verticalidad supone, excluyendo la horizontalidad, una ruptura de la norma y un desafo a la gravedad. Un objeto cuyo resultado formal se resuelva visualmente mediante elementos verticales resultar equilibrado, y sin posibilidades de sensacin de movimiento. Por el contrario, aquellas soluciones formales en las que prevalezca la oblicuidad, como contraste con la verticalidad espacial, presentar la denominada inercia visual (Ching, 2004: 35), es decir, cier-ta tendencia al movimiento, al giro (fig. 8).

  • 18Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Fig. 8. Ejemplo de composicin formal, entre un cilindro y un cubo, en la que las direcciones caractersticas de los cuerpos superan el estndar de la verticalidad y, por lo tanto, presentan cierta tendencia

    al movimiento o inercia visual.

    1.3.2. La horizontalidad

    El segundo de los elementos que condicionan el espacio es el plano horizontal, la horizontalidad. La verticalidad es, por lo tanto, perpendicular a ste. El suelo es el soporte de los objetos y de nuestras actividades es el elemento que detiene la tendencia a caer. Es el lugar para el desplazamiento libre y natural, el plano del recorrido, de ah que no se distinga ninguna direccin caracterstica, en el plano horizontal todas las direcciones son equivalentes (Arnheim, 2001: 33). Junto con la verticalidad de la gravedad, esta dimensin es otra referencia a tener en cuenta en las configuraciones de cuerpos en el espacio.

    La verticalidad citada anteriormente tiene su dimensin principal en la visuali-dad; la horizontalidad, por el contrario, tiene su mxima expresin en la dimen-sin de la accin (Arnheim, 2001: 46-47).

    Entre estas referencias, la verticalidad y el plano horizontal, y la posicin del pun-to de vista del observador y el objeto, se genera el escenario de actuacin del pro-yectista del espacio tridimensional.

    1.4. Propiedades visuales

    Una vez tratados, por un lado, los elementos, ingredientes bsicos, para la propues-ta de sistematizacin del proceso de configuracin formal del diseo de objetos y, por otro lado, tambin las condiciones a priori del espacio perceptivo tridimen-sional, conviene ahora apuntar hacia las propiedades que caracterizan los cuerpos desde el enfoque visual y perceptivo.3

    3. Se ha citado someramente algunos de stos al hablar de los elementos de diseo, concretamente, la forma y la textura.

  • 19Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    Las propiedades visuales afectan a los elementos bsicos de diseo de tal forma que los conforman en la prctica, en su apariencia perceptible, ms all de su fa-ceta conceptual e ideolgica.

    Mediante la articulacin de los elementos de diseo y de los elementos visuales se empieza a generar una variedad de posibilidades formales que complementa y sistematiza, en parte, el proceso intuitivo de creacin.

    stas, las propiedades visuales, se pueden agrupar en tres bloques: las que afectan nicamente a la forma del objeto, es decir, a su estructura formal; las que afectan a sus relaciones de medida, dimensin, escala y proporcin; y las que afectan nicamente a su piel externa, es decir, a su color y textura. Wucius Wong denomina estos facto-res elementos visuales, y los divide en cuatro grupos: la forma, la medida, el color y la textura (Wong, 1991: 11). Francis Ching, en cambio, habla de propiedades visuales y distingue entre: contorno, tamao, color y textura (Ching, 2004: 34).

    Cabe recordar que el objeto de esta asignatura es, entre otros, trabajar activamente estos tres bloques, especialmente el primero, el relativo a las estructuras formales.

    Estos tres factores de diseo permiten una primera posibilidad de variacin sobre la idea u ocurrencia inicial de la forma del objeto, o bien, tambin permiten una amplia posibilidad combinatoria para ir buscando o encontrando, mediante la sis-tematizacin de los elementos, la reglas de diseo y la intuicin entre otros, la forma externa adecuada a los propsitos del proyecto de diseo.

    Otros factores visuales como la relacin del objeto con el campo visual tambin deben ser tratados: aquello que en las dos dimensiones llamamos relacin forma/fondo, pero que en las tres dimensiones muchas veces pierde el sentido y por eso se distingue el fondo del campo visual. La percepcin del espacio real se realiza mediante miradas seriadas que permiten el movimiento del punto de vista, Gordon Cullen (1974: 17 -20) explica muy bien este fenmeno, el cual no se da en las dos dimensiones sino de un modo ilusorio. Los estilos cubista o futurista de las vanguar-dias artsticas de principios del siglo xx, precisamente, expresan la sensacin de movimiento (ilusin de velocidad o movimiento, virtualidad) en composiciones bidimensionales; el primero a partir de la modificacin del punto de vista del ob-servador cuyo resultado principal es un multifaceteado en las figuras; el segundo a partir del movimiento del motivo pictrico y no del punto de vista del observador cuyo resultado ya no es como el primero, sino ms bien una figura que deja un rastro una estela en su trayectoria de desplazamiento, la cual expresa el movi-miento del motivo mientras el punto de vista queda esttico.

    1.4.1. La estructura formal

    La estructura formal es la identidad principal del objeto. Se habla de la figura para atender a la forma exterior de un cuerpo por la cual se diferencia de otro. Conviene anotar que la forma tiene mltiples acepciones lingsticas en castellano

  • 20Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    y que aqu se emplea forma como configuracin (estructura formal) de algo.4 En este sentido, la forma creada en un objeto se encuentra gobernada por una serie de atributos y propiedades que la definen en su esencia ms inmutable y a la que denominamos estructura formal. El cubo es una estructura formal con seis caras iguales, doce aristas que lo delimitan perpendiculares ente s en las uniones de sus vrtices (Marcolli, 1978: 11). En los supuestos ms bsicos y fundamentales incluso se puede conceptualizar la forma del objeto bajo reglas matemticas universales. En algunos modelos matemticos ms complejos la forma puede llegar a parametrizarse para alcanzar cierto control sobre ella,5 como en el caso de las curvas y superficies nurbs (Non Uniform Rational B-Splines) y afines (Lpez y Herrera, 2008: 295), tambin denominadas curvas o superficies libres, muy empleadas en el mbito de la automocin y de los electrodomsticos, precisamente, para abordar formas que mediante la geometra tradicional, seran de difcil representacin.

    En lengua inglesa existe una distincin entre form y shape6 (Arnheim, 1995: 11) que merece la pena aclarar en estas lneas porque el lenguaje cotidiano en caste-llano tiende a darles el mismo significante, es decir, les llama forma a ambos significados. As, form se entiende como forma total, en castellano en cualquiera de sus dimensiones del espacio, es decir, como estructura o configuracin formal; y shape se entiende como el elemento que delimita un contorno, como su perme-tro o su perfil, atendiendo nicamente a aspectos sensitivos visuales a la forma material.

    Berdn Lbach describe la forma, entendida como forma espacial, de la siguiente manera: Esta forma vara al girar el producto y produce efectos distintos al ser observada desde ngulos distintos (Lbach, 1976: 160).

    a) La forma material

    Ahondando an ms en la compleja confusin lingstica que plantea el tema cabe distinguir entre la forma material (forma visual) y la forma perceptual. En el mbito de la psicologa de la percepcin se realiza esta distincin:

    La forma material correspondera a la imagen sensorial inmediata que recibimos a travs de nuestro sentido de la vista. Por el contrario, la forma perceptual, o estructura formal, como la llama Arnheim, es la elaboracin mental y la comprensin visual de ese objeto que siempre se construye a partir de visiones parciales y sucesivas (Calduch, 2001: 101).

    En el siguiente ejemplo (fig. 9), se aprecia la importancia de la visin secuencial para poder construir con precisin una imagen mental de un objeto, es decir, para com-prender su forma estructural (tambin denominada, como se ver, forma perceptual),

    4. Referencia expresada en el Diccionario de la Real Academia de la Lengua: www.rae.es.5. Estos dos ltimos fenmenos indican el margen de actuacin del diseador dentro de otra propiedad visual, la dimensin, la escala y la proporcin, y que adems se expresan en las herramientas de diseo asistido por ordenador.6. Esta distincin es la misma que se realiza entre los postulados de Wong y de Ching; el primero al hablar de elementos visuales de diseo menciona la forma; el segundo autor, al hablar de propiedades visuales menciona el contorno. La p-tica de esta propuesta es que ambos conceptos son distintos, como se diferencia en ingls, y que el contorno es un lmite que se aprecia en el estmulo visual de la forma material. No es tan significativo ni esencial como la forma perceptual o estructural.

  • 21Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    atendiendo a las conexiones de las imgenes parciales (formas materiales). De esta manera, dos imgenes del mismo objeto visto desde puntos de vista diferentes apor-tan informacin suficiente para entender que el objeto retratado no es un cubo, sino un cubo con una muesca en uno de sus vrtices, aunque apreciando la imagen superior, una de sus posibles formas materiales, bien se podra confundir su forma estructural con un cubo, si no se observa y comprende los trazos estraos de su sombra proyec-tada sobre el suelo. De aqu se deduce que la forma material puede inducir a engao si no se asocia con otros puntos de vista que aporten la informacin necesaria para comprender la estructura formal.

    Fig. 9. Ejemplo de comprensin de la forma estructural a partir de la visin seriada. La estructura formal su-perior es aparentemente la de un cubo; sin embargo desde otra posicin del punto de vista se aprecia que una

    de sus aristas se encuentra sesgada. El objeto no es estrictamente un cubo.

    b) La forma perceptual

    La forma perceptual como elaboracin mental profundiza ms all de los propios estmulos visuales, y se asocia, por ejemplo, con nuestras experiencias, nuestro en-foque cultural, o nuestra experiencia tctil. Este concepto de forma define el objeto en su configuracin o estructura e incluso en su relacin con el individuo a nivel de comprensin en tanto puede expresar, por ejemplo, expectativas de accin, o recuerdos. La forma material es pasiva, indica lectura, pero no comprensin, aun-que es un requisito previo al alcance de la comprensin de la forma perceptual. La forma perceptual, en cambio, es activa desde el punto de vista del observador, el cual, entra en contacto mediante una comunicacin silenciosa con el objeto. El objeto se reconoce y se comprende en su estructura ms all de la impresin sen-sitiva visual.

    Cada elemento de diseo posee propiedades formales que lo caracterizan y que pueden tratarse durante el proceso de creacin para variar el objeto formalmente y as modificar su identidad. En los supuestos ms bsicos, los elementos lineales, planos y slidos, por ejemplo, pueden expresarse desde mltiples posibilidades formales: curvos, quebradizos, rgidos, organizados, regulares, orgnicos, irregu-lares, etc. La estructura formal es el inicio del camino hacia las variaciones con los elementos de diseo y las propiedades visuales.

  • 22Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    En la imagen (fig. 10) se pueden apreciar algunos ejemplos de una estructura for-mal en el diseo de un asiento sin respaldo con ligeras variaciones empleando elementos bsicos de diseo. Ambos objetos han sido trabajados con distinto ca-rcter, planos y lneas en el primero y slo elementos planos en el segundo caso. El asiento de la imagen de la izquierda se configura mediante aristas vivas, mien-tras que en el de la derecha se aprecia un ligero redondeo en la parte posterior del asiento. Su forma perceptual es similar.

    Fig. 10. Ejemplo de variaciones, con elementos bsicos de diseo, en una similar estructura formal en el diseo de un taburete.

    Por ltimo, cabe indicar que ciertos estudios dentro de la Ingeniera del Diseo han abordado un aspecto interesante en relacin a la percepcin de sta vinculada a aspectos emocionales y nuevas propuestas de sistemas de diseo asistido por ordenador que, en lugar de basar la composicin de la fase conceptual de diseo en principios geomtricos, el desarrollo de este nuevo software se fundamenta en caractersticas estticas asumidas por los consumidores y los diseadores. Su denominacin es cas (Computer Aided Styling). En este sentido, el proyecto euro-peo Fiores II Character Preservation and Modelling in Aesthetic and Engineering Design (2002: en lnea) arrastra detrs de s una serie de autores como Podehl (2002) o el grupo de trabajo de Giannini y Monti (2003), entre otros, que teorizan sobre lo que ellos denominan lneas o curvas de carcter, es decir, rasgos lineales del objeto, en su caso automviles, que imprimen un carcter esttico y emocional especfico, como por ejemplo, tensin, aceleracin, movimiento, etc, y que pueden ser implementados como rutinas en los sistemas de diseo asistido por ordenador. Como citan Smyth y Wallace (2000), en el caso de algunos trazados de la marca de coches bmw se mantiene sistemticamente, en varias generaciones de automviles, un tipo de curva de inflexin caracterstica en la ventanilla trasera de stos que se asocia con la identidad de la marca. Esta curva caracterstica de bmw la denominan Hofmeister Kink, es decir, la curva de Hofmeister, denominada as en honor al, hasta los aos setenta, director de diseo de bmw que la cre, Wilhelm Hofmeister (1912-1978). Otras empresas de automviles como Saab tambin emplean lneas de carcter en sus vehculos que se integran en su imagen global de marca. Los investigadores antes nombrados tratan de integrar este tipo de recursos en el soft-ware cas.

  • 23Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    1.4.2. Las relaciones de medida/dimensin, escala y proporcin7

    La segunda de las propiedades visuales que puede presentar cualquier elemento de diseo fundamental comprende un conjunto de conceptos asociados entre s, pero matizables en su concepcin. Se trata de la medida o dimensin, la escala y la proporcin.

    a) La medida

    En primer lugar, aqu se entender la medida como la dimensin numrica ver-dadera de las cosas bajo la comparacin con un determinado patrn establecido (codo, metro, etc.). Es el valor del alto, ancho y profundo del sistema de represen-tacin cartesiano: el tamao.

    Los sistemas de unidades de medidas se han basado tradicionalmente en la relacin con el cuerpo humano. Aunque, el sistema de medidas internacional es, en este sen-tido, arbitrario. Se fundamenta en una convencin que obvia el cuerpo del hombre. La medida es un trmino absoluto y comparativo. Un arquitecto paradigmtico de la modernidad como Le Corbusier trat de generar un sistema de medida que con-jugase la relacin humana con los objetos y los espacios atendiendo a la geometra inherente de nmero ureo o la sucesin de Fibonacci (Le Corbusier, 2005).

    b) La escala

    En segundo lugar, cuando se habla de la escala de un objeto se pretende relacionar ste con su entorno o campo visual mediante la comparacin de sus dimensiones entre las partes. La escultura del espacio pblico, por ejemplo, se puede relacio-nar con este ltimo gracias a su tamao armonioso o equilibrado, ni demasiado grande, ni demasiado pequeo. Se produce, por lo tanto, una cadena de relaciones entre el objeto y la plaza, y el objeto y el edificio. Estas relaciones condicionan la percepcin del objeto en su contexto en trminos comparativos.

    Pero, la escala no slo es la relacin de los objetos con el campo visual, sino tam-bin con el propio hombre. Normalmente, en los productos industriales, nuestras manos acogen los objetos de unas determinadas dimensiones. Pero, en otras disci-plinas, como por ejemplo en Arquitectura, la escala de las obras es superior en re-lacin con la del hombre. Por otro lado, el contexto de un producto es normalmen-te indeterminado o difuso debido a su carcter mvil, pinsese, por ejemplo, en un lpiz, ste puede estar en nuestro bolsillo de la camisa, sobre una mesa de estudio, o escondido tras un estuche; mientras que en el diseo arquitectnico o urbansti-co, el contexto suele concretarse, normalmente, a partir de su carcter inmueble y determinado, parece impensable, atender al diseo de una plaza, sin pensar en las

    7. La proporcin y el escalado son, entendidas como lgicas de transformacin y como se ver ms adelante, una herra-mienta importante para la creacin de objetos.

  • 24Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    condiciones que impone el contexto: ubicacin, orientacin, soleamiento, accesos, etc. De este hecho, se deriva una diferencia fundamental entre ambas disciplinas que, sin duda, supone un enfoque ligeramente diferente en cuanto al criterio de conceptualizacin formal relativo a la escala.

    c) La proporcin

    En tercer lugar, cuando se habla de proporcin, se establece una relacin matem-tica entre partes internas del propio objeto, independientemente de sus medidas numricas y de su escala o relacin con el contexto en el que se suscribe ste. La escala se relaciona con un contexto, la proporcin, en cambio, se asocia a la propia unidad interna del objeto con independencia del contexto. Segn Bonsiepe (1978: 160), la escala sera una relacin entre formas interfigural, mientras que la proporcin sera una relacin intrafigural.

    Como bien resume Ching:

    Las dimensiones verdaderas de la forma son la longitud, la anchura y la profundidad; mientras estas dimensiones definen la proporcin de un forma, su escala est determinada por su tamao en relacin con el de otras formas del mismo contexto (Ching, 2004: 34).

    Una maqueta, por ejemplo, es un objeto que posee, o al menos lo pretende, las mismas proporciones que el producto final, tiene unas dimensiones determinadas, menores que el objeto definitivo, y su escala es ms pequea porque, entre otras cosas, se facilita, as, su manipulacin. Es un instrumento de representacin del objeto definitivo.

    Pero, la proporcin adems puede entenderse como norma, pauta o patrn, el seg-mento ureo es el ejemplo de una proporcin entendida como armoniosa, desde tiempos remotos, y profusamente utilizada en el mundo del arte. Los templos y las esculturas de la Grecia clsica posean unas proporciones similares, un tipo de norma o canon, es decir, una proporcin constante y regulada por fracciones matemticas, aunque, en ocasiones, se correga la norma intuitivamente (correcciones pticas) para mejorar la percepcin del volumen arquitectnico. ste dependa de la mo-dulacin de un solo parmetro o unidad comparativa; normalmente, el radio de las columnas en el caso de los templos y la longitud de la cabeza en el de las esculturas. Las formas generadas mediante normas son susceptibles de parametrizarse.

    El estudio de las proporciones armoniosas ha sido, desde tiempos remotos, uno de los fundamentos para encontrar la belleza y un principio universal de diseo.8 La serie de Fibonacci o la proporcin urea, entre otros, han sido y son temas desa-rrollados estrechamente en el campo de la Esttica, la Arquitectura, la Ciencia y la propia Mstica. Un gran tratadista comoVitruvio, alrededor del 25 a. C., escribi al respecto de la construccin de los templos de la antigua Grecia:

    8. Vase, para conocer algunos de los principios universales de diseo, la obra de Lidwell y sus colaboradores, en ella se encuentra tambin un apartado dedicado a la proporcin (Lidwell et al. 2005: 96-97).

  • 2Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    El diseo de un templo se basa en la simetra, cuyos principios debe respetar el arquitecto de modo riguroso. Estos principios derivan de la proporcin, que en griego se denomina analoga. La proporcin es la correspondencia existente entre las dimensiones de los componentes de un conjunto y de este conjunto con una determinada parte seleccionada para que sirva de pauta. Sin simetra y proporcin no puede haber principios aplicables al diseo de ningn templo, es decir, sin esa relacin precisa entre sus miembros que se puede observar en un cuerpo humano bien formado (Hemenway, 2008: 94).

    Cada elemento de diseo posee propiedades relacionadas con esta tipologa de propiedad visual. La estructura formal de cualquier objeto puede poseer una de-terminada medida, trabajarse para encontrar una proporcin adecuada a nuestro propsito de diseo, y escalarse para adaptarse al contexto y al uso que se requie-ra. La proporcin de un objeto, entendida como comparacin entre partes de ste, adems, puede ser una herramienta importante para la bsqueda de la variedad formal y de nuevas identidades para el objeto.9 El cambio de proporciones puede generar, bien nuevas estructuras formales y por lo tanto nuevos objetos, bien nue-vas formas materiales sin modificar en esencia la estructura formal del objeto. En la imagen se aprecia un ejemplo de estructura formal en el diseo de un asiento con respaldo transformada mediante la accin de la proporcin (fig. 11). Ambos objetos han sido trabajados con los mismos elementos de diseo, planos y cuerpos cerrados, pero sus dimensiones y proporciones son diferentes en lo que hace re-ferencia a uno de ellos. El respaldo del asiento estilizado de la izquierda presenta mayor altura y es ms estrecho. En el contexto del marco blanco de referencia en el que se inscriben se evidencia la diferencia de proporcin.

    Fig. 11. Estructura formal modificada mediante el cambio de proporciones en el elemento respaldo.

    1.4.3. La piel externa

    La tercera de las propiedades visuales de los elementos de diseo y de los objetos en general es aquella que hace referencia exclusivamente a la apariencia de la piel externa de un objeto, es decir, a sus lmites superficiales. Esta propiedad se trata, segn la tradicin de la literatura, por separado, en trminos de color y de textura. Aunque son dos conceptos diferentes que presentan sus cualidades

    9. La proporcin y el escalado son, como se ver, lgicas que ayudan a manipular y transformar los elementos de diseo.

  • 26Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    propias, tienen en comn que se manifiestan siempre, en un producto fsico, sobre su superficie exterior, que aqu denominaremos piel, es decir, aquella parte tan-gible que percibimos por el sentido de la vista o por el del tacto, y que dota a los objetos de atributos especficos.

    La misma configuracin formal proporcionada, a una escala determinada y traba-jada a partir de los elementos bsicos de diseo puede poseer visualmente diferen-tes acabados cromticos, plsticos y tctiles. Esta propiedad, por lo tanto, puede alcanzar una dimensin mayor que la nicamente visual.

    a) El color

    La gama de colores es amplia, toda la del espectro lumnico, comnmente aquellos tonos que pueden verse en el arco iris (colores cromticos), y tambin la suma de todos stos, es decir, el blanco, o la carencia de ste, el negro, y los intermedios entre estos dos ltimos, la gama de grises. El blanco, el negro y la gama intermedia de grises son colores neutros o acromticos.

    La teora del color, considerada en su marco terico, es extensa y compleja; se ha desarrollado profusamente en el mbito de la luminotecnia, la pintura, las artes grficas y otras disciplinas. Desde el punto de vista histrico, para cualquier disci-plina relacionada con el mundo del proyecto, sin duda la Bauhaus y sus excelentes figuras son el epicentro de los estudios sobre el color en su vertiente psicolgica y aplicada. Kandinsky, en 1923, lleg a establecer una relacin universal, mediante un test psicolgico a sus estudiantes, entre las tres formas bsicas, el tringulo, el cuadrado y el crculo y los tres colores primarios, el amarillo, el rojo y el azul. En 1990, ese mismo test realizado a diseadores, escritores y crticos dio nuevos resultados. De este hecho se extrae la conclusin de que difcilmente se pueden establecer relaciones estrictas y universales entre colores y formas (Lupton y Mi-ler, 1993).

    Dejando atrs la historia de los estudios del color, en el caso de la luminotecnia, es decir, en el caso del uso de colores lumnicos se habla, en su proceso de mezcla, de sntesis aditiva; los colores bsicos, el famoso rgb (Red, Green, Blue) de los monitores de ordenador, rojo, verde y azul, conforman en su suma el color acro-mtico blanco; por el contrario, en el mbito pictrico y de las artes grficas se habla de sntesis sustractiva de colores, de esta ltima manera los colores bsicos, los pigmentos, son el cin, el amarillo y el magenta (sus siglas en ingls son cym) cuya mezcla da como resultado el acromtico negro.

    Dentro del color existen una serie de principios que permiten el control y variacin sobre la apariencia final del objeto.

    Los colores cromticos se describen a partir de tres conceptos. En primer lugar se encuentra el tono, ste permite clasificar los colores como rojo, amarillo, rojo anaranjado, etc. En segundo lugar se encuentra el valor, ste se refiere al grado de

  • 27Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    claridad o oscuridad del mismo tono y puede modificarse con la mezcla de blancos y negros. Por ltimo, se encuentra la intensidad, la cual indica la pureza del color, los colores intensos son vivos, los colores poco intensos son apagados (Wong, 1990: 33).

    En cualquier caso, las variaciones de color entre elementos en una misma estructu-ra formal es un proceso imprescindible en el proceso de bsqueda de la apariencia definitiva del objeto (fig. 12).

    Fig. 12. Variaciones de colores entre elementos con la misma forma estructural.

    No es objeto de esta asignatura tratar los principios simblicos, culturales y/o emocionales de los colores, a pesar de ser un tema sumamente interesante que, como se ha visto con el ejemplo del test de Kandinsky, tienen una fuerte influencia en la percepcin de los objetos. Existe al respecto una variada literatura, entre la que destacamos, por su rigor en el tratamiento, la propuesta por Elvira Gual (Gual, 2009; Gual, 2008); y la de Wong (1990), por su estrecha relacin con la composi-cin en el diseo.

    b) La textura

    La textura es la otra propiedad que influye sobre la piel del objeto o de los elemen-tos de diseo. sta es una caracterstica sensitiva de la forma, aunque su carcter puede tener tambin una naturaleza virtual. Puede ser, entre otros, suave o rugo-sa, lisa o decorada, opaca o brillante, blanda o dura (Wong, 1991: 83).

    La textura define cualidades visuales en las superficies de los objetos cuando el modelo de conceptualizacin es virtual, y tctiles, adems de visuales, cuando el mo-delo es fsico. En la experiencia del mundo tangible, el de las tres dimensiones, las cualidades tctiles son fundamentales. En este ltimo caso, es importante sealar la incidencia de la luz y el material de soporte para el realce de la textura. En los dos casos, el visual y el tctil, el color tambin comporta un factor decisivo sobre el resultado final del objeto.

    Las variaciones de color y texturas entre elementos en una misma estructura formal es un proceso imprescindible en el camino de bsqueda de la apariencia definitiva

  • 28Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    del objeto. En relacin al aspecto tctil se precisar un modelo de representacin ms prximo a la realidad que el propiamente virtual (fig. 13), como un modelo o prototipo fsico que representa la textura integrada en el objeto.

    Fig. 13. Ejemplo de variacin de texturas en elementos componentes de la estructura formal bajo modelos virtuales.

    1.5. Lgicas fundamentales en el diseo formal

    La propuesta de sistematizacin del proceso de creacin formal de objetos atiende tambin a una serie de lgicas que ayudan a articular el anlisis y la organizacin de las composiciones con los elementos fundamentales de diseo citados.

    Desde esta asignatura se hace la siguiente propuesta de clasificacin de lo que aqu se denominarn lgicas, por considerar que las denominaciones de principios o leyes son excesivamente cientficas para expresar unos conceptos que en muchas ocasiones, por su carcter cualitativo, pueden manifestarse ambiguamente. Los grupos de lgicas en este caso son:

    Las lgicas de relaciones direccionales. Las lgicas de transformacin. Las lgicas de organizacin.

    1.5.1. Las lgicas de relaciones direccionales

    Esta tipologa de lgicas es aquella que hace referencia a las relaciones de direc-cin que se establecen, como mnimo, entre el objeto, la verticalidad, el plano ho-rizontal de soporte y el punto de vista del observador. Hay que recordar que dos de estos elementos son condicionantes propios de la realidad espacial tridimensional: la verticalidad y la horizontalidad, y que los otros dos son factores variables.

    Las lgicas de relacin direccional son un instrumento de trabajo importante sobre la toma de decisiones del proyectista en la creacin y presentacin del diseo final. stas se pueden abarcar segn dos tipologas en funcin del elemento que se tome como referencia: bien el propio objeto (direccin caracterstica), o bien el campo visual (orientacin).

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    En el primer caso, se puede hablar de direccin caracterstica del objeto, es decir, de aquella direccin en la composicin del objeto aquel eje, que en su estruc-tura formal lo destaca y lo identifica. Evidentemente, se trata de un planteamiento genrico porque finalmente, en muchos de los objetos, se reconoce una multiplici-dad de direcciones parciales que interaccionan entre ellas, aunque en ocasiones se encontrar una que destaque, la caracterstica; y en otras ocasiones la ambigedad de la situacin dar pie a aseverar que el objeto carece de una direccin caracte-rstica determinada.

    En este sentido, la proporcin entre partes juega un papel determinante en esta lgica. Si se recuerda el ejemplo de la proporcin, como propiedad visual, en el que aparecan dos bancos, uno con un respaldo achatado en altura, y el otro con un respaldo estilizado, en el ltimo se distingua sobre las dems la dimensin de la altura, es decir, la verticalidad (fig. 10). No todos los objetos poseen esta cua-lidad direccional, la esfera, por ejemplo, como elemento slido o cuerpo cerrado, no posee una direccin caracterstica, sin embargo, el cubo presenta tres posibles direcciones; las de sus aristas. Pero todas ellas tienen la misma dimensin y, por lo tanto, tampoco se distingue una direccin concreta sobre otras. El trabajo de pro-porcionado sobre los elementos de diseo y sobre los objetos puede modificar la forma10 total para hacer que una direccin destaque sobre el resto, o bien que exista cierta homogeneidad entre todas. Las transformaciones de la forma estructural que actan sobre algn elemento, sobre una parte de la totalidad, pueden llegar a modificar la direccin caracterstica del objeto.

    Por lo tanto, la direccin caracterstica de un objeto est asociada slo a l; modifi-cando el resto de factores, que no atienden al propio objeto, como el punto de vista del observador o el plano horizontal de soporte, no se lograr modificarla. Es una referencia interna del propio objeto.

    La variacin de la direccin caracterstica se puede realizar desde los supuestos de proporcin o desde otras reglas de transformacin como, por ejemplo, la rotacin. En la imagen (fig. 14) se aprecia cmo un cambio de proporciones rotando el eje caracterstico modifica la apariencia del objeto, y transforma tambin su forma estructural.

    Fig. 14. Variacin de la direccin caracterstica mediante el empleo de la rotacin en el conjunto

    de los elementos de la composicin.

    10. El escalado y la proporcin son, como se ha dicho, propiedades visuales y tambin herramientas para la transformacin de los elementos de diseo.

  • 30Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    En el segundo caso, entre las lgicas de relacin direccional se encuentra aquella que atiende como referencia al campo visual, y no slo al objeto. Se trata de la orientacin. La orientacin depende del objeto y de los factores intrnsecos del espacio, como ya se han dicho, el plano horizontal de soporte y la verticalidad. Se establecen relaciones que atienden a aspectos de ubicacin y de presentacin, pero tambin de equilibrio y desequilibrio, o al ya comentado concepto de inercia visual, es decir, de cierta tendencia al movimiento.

    Al modificar la orientacin, no se modifica la direccin caracterstica del objeto, ni su forma estructural, nicamente se regula la relacin del objeto con la horizon-talidad del plano base de soporte y con la verticalidad. En este sentido conviene comparar el paralelismo entre el enfoque de proporcin y escala, por un lado, y el de direccin caracterstica y orientacin, por otro lado, en cuanto a pticas que atienden, bien al objeto concreto en el caso de la proporcin y la direccin carac-terstica, o bien, adems, al contexto de ste como es el caso de la escala y de la orientacin.

    En la imagen (fig. 15) se presentan bancos idnticos con posiciones y orientacio-nes diferentes en el espacio: un grupo de cuatro al fondo y otro, en primer plano, tumbado. Todos ellos presentan las mismas direcciones caractersticas, y la misma estructura formal. La diferencia entre todos ellos se centra en la lgica direccional de la orientacin, la cual no vara la forma del objeto, pero s la propiedad visual de la inercia visual al extender sus relaciones al campo visual y ste estar condi-cionado por la horizontalidad y la verticalidad. En este caso, el plano de horizonte, el del suelo, y las sombras proyectadas sobre l sirven como referencia de sus respectivas posiciones y direcciones sobre el espacio, es decir, sobre sus distintas orientaciones.

    Fig. 15. Variaciones de la orientacin en elementos con la misma direccin caracterstica.

    1.5.2. Las lgicas de manipulacin. Principios generadores de la forma

    El segundo tipo de lgicas propuestas hacen referencia a los instrumentos que ayudan a manipular los elementos fundamentales de diseo y por ende las compo-siciones formales que configuran los objetos. stos son, entre otros:

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    La operacin aditiva. La operacin sustractiva. La operacin de interseccin. La estela del desplazamiento. La estela del giro. La repeticin. Modulacin. La divisin. El escalado y proporcionado (stas, adems, son dos propiedades visuales de

    los elementos). La simetra o reflexin (sta es adems una lgica de organizacin).

    Algunos autores, como el maestro procedente de la escuela de Ulm, Gui Bonsiepe, se centran en las operaciones algebraicas para proponer un mtodo de creacin controlada de la forma y as dotar de herramientas al proyectista en la fase de con-ceptualizacin del diseo, en lo que hace referencia a la creacin de variantes. Estas operaciones son la traslacin, rotacin, reflexin y dilatacin (escalado) (Bonsiepe, 1978: 163). En un mbito ms estrictamente matemtico las denominadas transfor-maciones ortogonales en el espacio euclidiano tridimensional (rotacin alrededor de un eje, simetra especular y la simetra rotacional), y las isometras o movimien-tos rgidos sirven de base para la creacin de figuras con base geomtrica, de tal manera que toda isometra es, al fin, una transformacin ortogonal, o bien una tras-lacin compuesta con una transformacin ortogonal. En este caso las isometras se dividen en la traslacin; traslacin y simetra especular; traslacin y rotacin axial; y traslacin y simetra rotacional (Alsina y Trillas, 1992: 132-142).

    Aqu estas operaciones se han extendido, a modo de lgicas, a algunas ms esen-ciales como la adicin, sustraccin, interseccin y/o divisin. Ya que se entiende que stas tambin pueden ser tiles al propsito de generar alternativas formales sobre cualquier caso de diseo de producto.

    Estas lgicas de transformacin se traducen, por ejemplo, en los sistemas cad con rdenes o comandos concretos y variados que asisten al diseador a la hora de la creacin de los objetos bajo medios informticos, pero siempre a partir de cualquiera de los elementos fundamentales de diseo propuestos. La edicin, en cualquier caso, de estos comandos en un sistema cad podra entenderse como la herramienta que permite la especulacin, es decir, la variacin y control, ensayo y error (modelo especulativo) de cualquier proceso generativo de formas, incluida la transformacin de la forma estructural de ste.

    a) Operacin aditiva/sustractiva

    rdenes como por ejemplo la resta booleana, cortar o recortar se asocian clara-mente a las lgicas de transformacin de la operacin sustractiva, mientras que rdenes como copiar o la propia unin boolenana se asocian ms bien a la lgica de la operacin aditiva (fig. 16).

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    Todas las lgicas presentan un amplio abanico de posibilidades que sirven de ins-trumental al diseador para crear, variar y controlar la forma segn el propsito de diseo.

    Fig. 16. Posible secuencia de creacin formal empleando operaciones de sustraccin y adicin.

    b) La operacin de interseccin

    La operacin de interseccin tambin puede ser til a la hora del proceso de bs-queda/encuentro formal de un diseo. La parte comn de los elementos intersecados presenta atributos de las partes, aunque su configuracin formal suele percibirse desligada de stas independiente. En el ejemplo (fig. 17) se puede apreciar la interseccin de elementos planos, el resultado es un armazn lineal que al cerrarlo se convierte en una superficie. El proceso de cerramiento da pie a dos soluciones en funcin de la superficie base.

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    Fig. 17. Ejemplo del uso de la interseccin en la creacin de un producto durante la fase conceptual de diseo.

    c) La estela del giro y el desplazamiento

    El giro o rotacin y el desplazamiento son sendos mecanismos de manipulacin que no afectan a la estructura formal cuando sta es aplicada a la totalidad del objeto, aun-que si se emplean en partes concretas ayuda, como se ha visto en ejemplos anteriores, a transformar la estructura del objeto e incluso a variar su direccin caracterstica. Mediante el giro y el desplazamiento, empleados con los elementos bsicos de dise-o, se pueden generar nuevas formas que van, por as decirlo, subiendo de jerarqua: la estela del desplazamiento o giro de un punto conforma una lnea; la estela de una lnea girada o desplazada conforma una superficie, un cuerpo abierto; mientras que la estela dejada por una superficie despus de emplear la rotacin o el desplazamiento genera un cuerpo cerrado (fig. 18 y 19). La torsin podra ser un caso particular de estas operaciones. La revolucin respecto a un eje o centro desplazando un perfil de manera continua genera un cuerpo slido cuya naturaleza parte de la combinacin del desplazamiento y el giro. Las operaciones de plegado o curvado tambin podran entenderse como lgicas de manipulacin de la familia de la rotacin o el giro.

    Fig. 18. Estela de la operacin de desplazamiento de una superficie para generar un volumen.

    Comnmente denominada en el lenguaje cad como operacin de extrusin.

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    Fig. 19. Operacin de giro de un contorno determinado para generar un elemento de descanso.

    Revolucin a travs de un eje.

    d) La repeticin. El mdulo

    La repeticin, adems, se asocia con el concepto de modulacin pues se puede trabajar a partir de entender los elementos repetidos como unidades modulares. Al mismo tiempo, la repeticin podra entenderse como un caso particular de la operacin aditiva; repetir es multiplicar.

    Cuando un diseo ha sido compuesto por una cantidad de formas, las idnticas o similares entre s son formas unitarias o mdulos que aparecen ms de una vez en el diseo (Ching, 1991: 19).

    Mediante repeticin se pueden configurar composiciones espaciales de aspecto unitario y regular. Se puede llegar a formar texturas. La repeticin atiende, tanto a las propiedades visuales como a la estructura del espacio. Es decir, el concepto de repeticin se extiende ms all de la versin ms comn, la repeticin de for-mas. En este sentido, se puede entender que el elemento singular que se repite, el mdulo, lo puede hacer, no slo desde la forma, sino adems desde el color o la textura, desde las relaciones dimensionales; desde la orientacin y, por ltimo, desde las relaciones que se establecen con la direccin caracterstica del objeto. Si a todos estos ingredientes, se aaden las mltiples variaciones posibles que pue-den complementar el proceso, se encuentra un amplio campo de estudio abierto a la imaginacin del diseador (Ching, 1991: 19-35).

    La repeticin adems de estar presente constantemente en nuestra vida cotidiana, e incluso en la msica, es un mecanismo adecuado para configurar composiciones con ritmo visual y movimiento, conceptos cualitativos de los que se hablar posteriormente.

  • 3Jaume Gual Ort - ISBN: 978-84-693-7377-4 Fundamentos del modelado y prototipado virtual en el diseo de productos - UJI

    La composicin modular de la imagen (fig. 20) muestra una repeticin formal y de color con variacin de tamao y con cierto ritmo visual. Se genera una orga-nizacin lineal que, por la repeticin, desplazamiento y variacin de la escala de los mdulos, produce sensacin de movimiento. Para conocer ms sobre el diseo modular aplicado al diseo de productos y al desarrollo de modelos fsicos, vase la obra de Navarro (2009: 28-39).

    Fig. 20. Repeticin modular con variaciones de color y proporcin generando ritmo visual.

    Realizado por estudiantes de itdi.

    e) La divisin

    La divisin representa el fenmeno complementario a la repeticin. Mediante la repeticin se articulan distintos elementos en el espacio de tal manera que una unidad modular genera una composicin mayor. Mediante la divisin una unidad puede subdividirse en unidades ms pequeas en submdulos para, por ejem-plo, articularlos en el espacio con mayor riqueza que la unidad inicial (fig. 21).

    Fig. 21. Operacin de divisin para fragmentar en mdulos ms pequeos un elemento de descanso.

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    f) La proporcin y el escalado

    La proporcin y el escalado son, adems de parte constituyente de las propiedades visuales, dos instrumentos de las lgicas de transformacin utilizadas como meca-nismos de variacin formal en el mundo del diseo (fig. 11).

    g) La simetra

    Por ltimo, la reflexin respecto a un plano, eje, o un punto nuclear puede consi-derarse tambin una lgica de manipulacin en tanto que genera una parte similar, repetida, pero con una relacin de similitud caracterstica y diferenciada de la sim-ple repeticin. El uso de la simetra puede generar formas mayores a partir de las unidades ms pequeas, creando un sugerente y amplio abanico de posibilidades creativas (fig. 22).

    Fig. 22. Uso de varias operaciones de simetra para generar un cuerpo mayor, tipo elemento de descanso.

    1.5.3. Las lgicas de organizacin

    La tercera de las lgicas que se establecen en la propuesta de sistematizacin del proceso formal de diseo es la que se asocia con la organizacin de los elementos de diseo dentro del espacio, y muy habitualmente con la repeticin modular. Es lo que Ching denomina organizaciones espaciales (Ching, 1996: 189-226). stas son muy tiles, por ejemplo, en el mbito de la arquitectura, ya que ayudan a or-denar y disponer los distintos espacios y volumetras. Tambin cabe destacar los sistemas conseguidos bajo este tipo de organizaciones con la geometra fractal, la cual sirve de inspiracin al diseo arquitectnico. En este sentido el concepto de patrn (pattern) aborda el relleno de un plano mediante repeticin de elementos, ste se distingue del concepto de trama, el cual se asocia a la subdivisin de ste y sirve, entre otros aspectos, como referencia bsico-geomtrica para generar for-mas (VVaa, 2003: 170-173).

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    Dentro de las lgicas de organizacin se suele hablar de diversas tipologas: La organizacin nuclear (central o radial). La organizacin lineal. La organizacin agrupada. La organizacin en trama. La organizacin mediante simetra.

    Todas estas tipologas estn vinculadas al concepto de repeticin anteriormente visto en las lgicas de manipulacin. Debido a la variedad y a la especificidad del tema, la repeticin merece, como en este caso, un punto aparte. As, modulando las unidades repetidas en cualquier conjunto de diseo bajo diferentes criterios se obtienen una serie de organizaciones con un carcter u otro. En cualquier caso, conviene distinguir la diferencia conceptual existente entre las lgicas de manipu-lacin, las cuales son tiles, como se ha visto, en la creacin organizada y sistem-tica, y las lgicas de organizacin, las cuales distribuyen los elementos repetidos organizndolos bajo criterios lgicos.

    a) Organizaciones nucleares

    En primer lugar, se habla de organizaciones nucleares, es decir, de organizaciones en la que se destaca un centro dominante sobre el que se agrupan las unidades espacia-les, los cuerpos o los propios elementos de diseo (fig. 23). stas abarcan en arqui-tectura las organizaciones centrales y las radiales. Se relacionan estrechamente con la lgica de la rotacin, aunque la organizacin central puede establecerse por otros instrumentos ajenos al giro o la rotacin. La simetra respecto un centro es un tipo particular de organizacin nuclear. Una organizacin nuclear puede tener un carcter no regido por principios geomtricos, como es el caso de una organizacin nuclear orgnica, la que se suele dar, por ejemplo, en las distribuciones de edificios en ciertas ciudades medievales con entornos amurallados; en el centro de estas ciudades suelen estar las construcciones que simbolizan el poder poltico y religioso, y el mercado, el resto de edificaciones dentro del recinto amurallado, sin embargo, se organizan sin orden aparente alrededor de este centro simblico.

    Fig. 23. Ejemplo de organizacin radial aplicada a un elemento lineal repetido en todas sus propiedades visuales. La revolucin configura una primera propuesta de elemento de descanso

    a partir de un perfil caracterstico.

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    b) Organizaciones lineales

    En segundo lugar, se distinguen las organizaciones lineales. stas agrupan los distintos elementos bajo una secuencia lineal de elementos repetidos. Es decir, se repiten elementos a lo largo de un recorrido con una forma determinada (curvo, recto, quebrado, etc.). Se asocian estrechamente a la lgica de manipulacin que aqu denominamos la estela del desplazamiento (fig. 24).

    Fig. 24. Ejemplo de organizacin lineal aplicada a una serie de elementos planos. La repeticin, en este caso, no presenta variaciones formales, los elementos modulares planos son similares.

    La repeticin, continuando una lnea sinuosa, configura una posible propuesta de elemento de descanso.

    c) Organizaciones agrupadas

    En tercer lugar, se encuentran las organizaciones agrupadas. stas basan su hilo conductor en las relaciones de proximidad, o en las propiedades visuales. Un cri-terio para agrupar ordenadamente elementos repetidos en el espacio es atender a su similitud formal, de color, de tamao o de textura; otro, a su proximidad en tr-minos de distancia. Este tipo de organizaciones guardan una estrecha relacin con los fenmenos estudiados por la teora psicolgica de la Gestalt, concretamente con los principios de agrupacin por semejanza (propiedades visuales) o proximi-dad (distancia). Estas maneras de agrupar no siempre se definen con claridad, en cualquier caso siempre se tender a percibir la composicin segn el principio de la simplicidad, es decir, de la manera ms simple posible.

    En la imagen se muestra un ejemplo de agrupacin por colores (fig. 25). Las uni-dades formales parecen distribuirse segn franjas de distintos colores en la direc-cin horizontal. Ahora bien, la estructura de agrupacin por proximidad tambin tiene sentido en esta imagen, ya que se puede apreciar la agrupacin de las mismas unidades segn una distribucin de tres columnas de bancos: una central doble y dos en los extremos izquierdo y derecho.

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    Fig. 25. Agrupacin por colores.

    En la siguiente imagen se muestra un tipo de agrupacin nuclear por formas (fig. 26). Los bancos compuestos con elementos lineales y planos se distribuyen junto con los bancos compuestos con carcter slido. Ambos casos pueden percibirse asociados a dos grupos segn su aspecto formal; los elementos con cuerpos sli-dos se presentan, segn el punto de vista, en los extremos, y se diferencian de los compuestos con cuerpos abiertos, formndose as dos grupos diferenciados distri-buidos, todos ellos, bajo una organizacin de tipo nuclear.

    Fig. 26. Ejemplo de agrupacin nuclear por formas.

    En otro tipo de agrupaciones, como el de la imagen (fig. 27), se aprecian tres grupos de tres elementos de descanso organizados por proximidad y formando columnas verticales. La primera columna a la izquierda y la tercera a la derecha se componen de tres elementos, la columna central, ms ancha, de seis. Si se relacio-na con el ejemplo anterior (fig. 25), se aprecia que la homogeneizacin del color deshace la posibilidad de percibir la organizacin del conjunto bajo una estructura de semejanza en color. En el caso anterior los distintos elementos se distribuan a partir de lneas conceptuales transversales al punto de vista, y en ste, mediante lneas conceptuales longitudinales.

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    Fig. 27. Agrupaciones por proximidad.

    En la siguiente organizacin de productos se establecen dos grupos principales, los bancos grandes en un extremo y los bancos pequeos en otro. La agrupacin, por lo tanto, se realiza mediante tamaos similares, bajo una estructura espontnea (fig. 28).

    Fig. 28. Agrupacin por similitud o afinidad en tamaos.

    d) Organizacin en trama

    Otra tipologa de organizacin es la que establece relaciones entre una trama es-tructural bidimensional o tridimensional con objetos que se repiten (fig. 29). En el campo de la arquitectura y el urbanismo este tipo de agrupaciones cobran una especial import