2. Исходные данные для работы с 3D моделями
2. Исходные данные для работы с 3D моделями
2.1. Подготовка исходных данных
Для построения трехмерной модели местности используются векторная карта, матрица высот, триангуляционная модель рельефа, классификатор карты, библиотека трехмерных моделей объектов, цифровые фотоснимки местности и цифровые фотографии объектов местности (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема построения трехмерной модели
Векторная карта – это совокупность описания паспортных данных о листе карты (масштаб, проекция, система координат, прямоугольные и геодезические координаты углов листа и т. д.), метрических данных объектов карты (координаты объектов на местности) и семантических данных объектов карты (различные свойства объектов). Векторная карта имеет расширение MAP или SIT и может быть создана в системе ГИС «Оператор», либо загружена из форматов SXF, DXF, MIF, SHP, DGN и других обменных форматов векторной информации.
Порядок создания и загрузка векторных данных описаны детально и полно в различных источниках [1,2,4,5,6,7,8], а также непосредственно в справочной системе ГИС «Оператор».
Матрица высот содержит абсолютные высоты рельефа местности. Матрица высот имеет расширение MTW. Матрица высот может быть создана в
системе ГИС «Оператор» по данным векторной карты, либо загружена из формата GRD.
Порядок создания матрицы высот описан детально и полно в различных источниках [1,2,4,5,6,7,8], а также непосредственно в справочной системе ГИС «Оператор».
Триангуляционная модель рельефа содержит треугольники нерегулярной
сети, описывающие поверхность местности. Триангуляционная модель имеет
расширение TIN. Триангуляционная модель рельефа создается в системе ГИС «Оператор» по данным векторной карты.
Порядок создания триангуляционной модели описаны детально и полно в различных источниках [1,2,4,5,6,7,8], а также непосредственно в справочной системе ГИС «Оператор».
Классификатор карты – это совокупность описания слоев векторной карты, видов объектов и их условных знаков, видов семантических характеристик и принимаемых ими значений, представленных в цифровом виде.
Классификатор карты в цифровом виде хранится в файле RSC. Файл RSC
располагается в одной директории с векторной картой, в общей директории
классификаторов или в директории приложения. Классификатор карты
создается в системе ГИС «Оператор».
Порядок создания и редактирование классификатора карты описаны
детально и полно в различных источниках [1,2,4,5,6,7,8], а также непосредственно в справочной системе ГИС «Оператор».
Библиотека трехмерных видов объектов содержит описания объемного вида объектов. Библиотека трехмерных вида объектов имеет расширение P3D и подключается в классификаторе карты. Создание библиотеки выполняется в системе ГИС «Оператор».
Порядок создания, подключение и редактирование библиотеки трехмерных видов объектов и будет описан ниже в разделах 2.2, 2.3, 3.2.
Рис. 2.2. Пример отображения трехмерной модели с наложенным
фотоснимком в формате RSW и матрицей высот
Цифровые фотографии (в формате BMP, TIFF, JPEG) должны содержать
изображение объектов или частей объектов и могут быть загружены с
цифрового фотоаппарата.
Цифровые фотоснимки местности должны содержать изображение местности в формате RSW. Изображение местности может быть использовано для наложения на поверхность рельефа. Файлы в формате RSW получаются при загрузке BMP, TIFF, JPEG файлов и других стандартных растровых форматов (см. рис. 2.2).
Порядок загрузки и совмещения снимка с картой местности описаны
детально и полно в различных источниках [1,2,4,5,6,7,8], а также непосредственно в справочной системе ГИС «Оператор».
2.2. Подготовка классификатора
При подготовке к отображению карты в трехмерном виде необходим анализ векторной карты на предмет полноты кодового состава. Для объектов с одним кодом и локализацией создается общее трехмерное изображение.
Для отличия объектов одного типа, но с разным внешним видом, можно каждому типу объекта присвоить свой код. Например, дом может быть панельным или кирпичным, и каждый должен иметь свой код. Ввести новые коды можно в любой момент редактирования. Другим способом разбиения объектов по внешнему виду является создание серии объектов одного кода по выбранной семантике. Каждый объект серии может иметь свой внешний вид. В качестве семантики, по которой устанавливается вид объекта, может быть выбрана любая характеристика объекта (рис 2.3).
Для построения реалистичной трехмерной модели местности (трехмерной
карты) необходимо учитывать такие свойства объектов как этажность, высота строения, количество этажей, количество подъездов. У объектов, представленных одним внешним кодом может быть разное изображение поверхности. Для использования такой возможности необходимо ввести семантику типа, имя файла для указания имени графического файла с расширением BMP (JPEG), который содержит изображение поверхности.
Для того, чтобы объект на трехмерной карте выглядел реалистично, необходимо поверхности объекта покрывать текстурами. Текстура представляет собой растровое изображение поверхности частей объекта (рис 2.4).
Рис. 2.3. Пример отображения характеристики объекта классификатора
Формирование текстур выполняется по цифровым фотографиям. При
фотографировании больших объектов, например домов, можно выделить на поверхности объекта повторяемые части и делать фотографии этих частей. Повторяемыми могут быть этажи, подъезды или часть этажа, соответствующая одному подъезду рис 2.5.
Исходным материалом для получения текстуры является файл типа BMP (JPEG, TIFF), содержащий изображение части объекта. Размер сторон изображения должен быть кратен числам степени два (8, 16, 32, 64, 128, 256 или 512).
Рис. 2.4. Фотография объекта
Рис. 2.5. Фотография текстуры его частей
Для получения такого файла можно воспользоваться программой Paint, входящей в состав операционной системы Windows. Слишком мелкие повторяющиеся детали (кирпичи, плитка) лучше укрупнять. Тонкие линии на фоне (рельсы) требуют утолщения. Для отображения поверхности могут быть заданы свойства материала (цвет, отражающая и поглощающая способности).
Поэтому в некоторых случаях видимыми можно оставить только характерные линии поверхности, остальная часть текстуры устанавливается прозрачной. Таким способом может быть создана текстура металлической кровли крыш.
Для создания объектов непрямоугольной формы (деревья, столбы, светофоры) необходимо при обработке рисунка закрасить неотображаемую часть цветом, отсутствующим в видимом изображении. При назначении текстуры объекту у цвета неотображаемой части нужно установить прозрачность.
Библиотека текстур является составной частью файла библиотеки трехмерных видов объектов (файл с расширением P3D) (рис. 2.6). Пользователь может работать с несколькими файлами P3D.
При создании нового файла необходимо загрузить в него текстуры. Готовые текстуры удобнее добавить в новый файл сразу. По необходимости библиотека текстур может пополняться. Для загрузки текстуры необходимо нажать кнопку «Загрузить» и выбрать подходящий BMP-файл или JPEG-файл. Имя текстуры по умолчанию соответствует имени файла.
Рис. 2.6. Создание библиотеки текстур
Редактирование имени текстуры выполняется по двойному нажатию
мыши. При нажатии кнопки «Заменить» изображение выделенной текстуры может быть заменено. При замене текстуры необходимо учесть, что все шаблоны и модели трехмерных объектов, ссылающиеся на эту текстуру, изменятся в соответствии с новым видом текстуры.
При нажатии кнопки «Просмотр» откроется окно «Демонстрация текстуры». Окно «Демонстрация текстуры» предназначено для предварительного просмотра текстуры и ее «примерки» на моделях типового вида. При открытии окно содержит выбранную текстуру (рис. 2.7).
Высота и ширина изображения ВМР должны быть в пределах 512 пикселов (точек) и кратны числам: 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512. Если текущие размеры рисунка превышают допустимые размеры, рис. будет обрезан рамкой справа и снизу. Для выбора области сохранения текстуры выполняется установка размеров рамки по ширине и высоте. Рамку можно передвинуть при нажатой левой клавише мыши в окне изображения текстуры. При этом изменится отображение текстуры на объектах. При нажатии кнопки выполняется открытие нового файла BMP.
При нажатии кнопки выполняется сохранение изображения в файл BMP
по рамке. При открытии окна «Демонстрация» текстуры или загрузке нового изображения отображается цвет начала текстуры (нижний левый угол рамки).
Для установки режима выбора цвета необходимо нажать кнопку. Выбор цвета выполняется нажатием левой клавиши мыши на изображении текстуры.
Рис. 2.7. Демонстрация текстуры
Выбранный цвет будет отображаться в окошке рядом с кнопкой. Для выбранного цвета можно изменить прозрачность с помощью «ползунка».
Кнопка (применить) позволяет увидеть сделанные изменения на объектах.
Масштаб отображения текстуры может иметь следующие значения: 50%,
100%, 200%, 400% или 800%.
Линейка инструментов управления отображением трехмерных объектов
содержит следующие кнопки:
кнопки (увеличить объект) и (уменьшить объект) позволяют изменять масштаб отображения объектов;
кнопки (вращение по часовой стрелке) и (вращение против часовой стрелки) позволяют вращать объект вокруг оси Y;
кнопка (размытость) позволяет установить изображение текстуры объектов размытым;
кнопка позволяет вернуть отображение объектов в первоначальный вид.
Повтор по длине и ширине (высоте) поверхности объектов выполняется при вводе значения повторяемости. Активизация полей ввода значений повторяемости выполняется выбором элемента «Повторять».
При установке значения поля «Повтор по длине» равным нулю повтор плоскости объекта будет осуществлен столько раз, сколько в нее поместится (в зависимости от длины текстуры). При установке значения поля «Повтор по
ширине (высоте)» равным нулю повтор по ширине плоскости объекта будет
осуществлен столько раз, сколько в нее поместится (в зависимости от ширины текстуры).
Изображение поверхности объекта может быть указано в семантике
объекта и лежать в виде файла BMP. Требования к размеру указаны выше. Если они не выполнены изображение будет обрезано до ближайшего наименьшего разрешенного размера. Рекомендуется помещать такие файлы в один вложенный каталог карты.
Например, для карты с именем C:\Data\Cadastre\Cadastre.map выбрать
каталог C:\Data\Cadastre\Texture\.
Изображения, подгружаемые из файлов по семантике, прозрачных частей
содержать не могут.
2.3. Создание библиотеки трехмерного вида объектов
Объект местности может иметь на трехмерной модели типовой или
детальный вид. Типовой вид может назначаться для объектов одного кода и локализации. Описание типового вида хранится в шаблоне. Объект, созданный на основе шаблона, имеет одинаковое изображение для каждого отрезка метрики. Примерами таких объектов являются ограждения, дороги, растительность, а также другие объекты простой формы (строения).
Шаблоном трехмерного вида объекта является набор различных частей
трехмерного изображения, рисуемых по контуру объекта на заданной высоте.
Шаблон может состоять из следующих частей:
знак;
знак по линии;
знак по площади;
знак по точкам;
вертикальная полоса;
горизонтальная плоскость;
поверхность по рельефу;
горизонтальная полоса;
крыша над плоскостью;
скат;
цилиндр, лежащий над плоскостью;
плоская линия.
Высота части над поверхностью может быть задана в метрах или взята из
семантики объекта. Кроме того, можно указать взаимное расположение
частей по высоте. Части набираются снизу-вверх. Каждая часть содержит в себе описание. В описании содержатся сведения о том, как нужно отображать поверхность части: цвет, текстура поверхности и способ ее повторения, материал. При выборе текстуры можно задать прозрачность черного фона (например, для создания деревьев). Текстура может быть растянута по поверхности или повторяться кратно заданному размеру. Количество повторений может быть взято из семантики объекта карты (например, для панельного дома число текстур по вертикали может быть взято из семантики количество этажей, а по горизонтали текстуры повторятся через 14 метров).
Можно выбрать текстуру из семантики объекта. Значением соответствующей характеристики должно быть имя файла с расширением BMP. Например, шаблон трехмерного вида панельного дома состоит из пяти частей:
цоколь отображается вертикальной полосой, в описании только цвет;
основные этажи - вертикальная полоса, в описании повторяемая текстура,
располагается над цоколем;
технический этаж отображается вертикальной полосой, в описании только цвет;
верхнее перекрытие отображается горизонтальной полосой, в описании
только цвет;
крыша отображается частью «крыша» над плоскостью, в описании может
быть цвет, текстура, материал или материал с текстурой.
Шаблон такого типа может подойти к трехэтажному и девятиэтажному дому. Если задана семантика «Высота конька», то будет рисоваться двускатная крыша.
Шаблоны точечных и векторных объектов состоят из одной части – знака.
Знаки соответствующие векторным объектам расположены вдоль
метрики.
Точечные знаки изображаются без поворота. Общий размер знака может быть задан при его создании, а может быть задан в семантике объекта. В таком случае необходимо задать способ масштабирования знака. Ширина и длина знака могут меняться пропорционально изменению высоты, а могут и оставаться неизменными. Для столбов эстакад или шахт люка ширина и высота знака не меняются в зависимости от высоты (глубины).
Трехмерный знак состоит из узлов, произвольно расположенных относительно общего центра. Каждый узел имеет свое описание.
Поддерживаются следующие виды узлов (рис. 2.8):
короб;
сфера;
цилиндр горизонтальный;
цилиндр вертикальный;
изображение объемное;
плоскость вертикальная;
плоскость горизонтальная;
призма треугольная горизонтальная.
При создании или редактировании знака пользователь может менять размер и описание узлов, добавлять новые узлы, задавать координаты плоскостей. Каждый узел, может быть, подвинут или повернут относительно центра знака.
Рис. 2.8. Типовые узлы знака
Рис. 2.9. Формирование узла «Изображение объемное»
Наиболее часто используются простой вид узла, состоящий из двух пересекающихся вертикальных плоскостей. Если задать для этого узла описание с прозрачными частями, то из двух плоских картинок получается объемное изображение (рис. 2.9). Так можно создать трехмерный вид дерева, столба, светофора и т.д. Пример знака, состоящего из шести плоскостей показан на (рис. 2.10 – 2.11).
Рис. 2.10. Пример знака с использованием произвольных плоскостей
Рис. 2.11. Пример знака, состоящего из шести плоскостей
Четыре плоскости описывают листья, две плоскости – две пары стеблей.
Параметры выделенной плоскости показаны на (рис. 2.12).
Рис. 2.12. Пример описания наклонной плоскости знака
Рис. 2.13. Узлы знака и знак, загружаемые из VRML
Знак, как шаблон, используемый в создании трехмерного вида точечных,
векторных, линейных и площадных объектов, может быть не только создан
с помощью «Редактора трехмерных знаков», но и импортирован из файла VRML-формата, созданного с использованием сторонних программ
(см. рис 2.13).
При импорте загружаются следующие типы узлов: параллелепипед, сфера, цилиндр, конус, поверхность, заданная массивом координат (FaseSet), массив точек (PointSet), массив линий (LineSet), сетка высот (Grid), экструзия (Extrusion).
Знак может быть загружен файл VRML-формата версии не ниже 2.0.
Также для создания трёхмерного вида точечного объекта может быть использован импорт примитивов из файла COLLADA(dae). Этот формат разработан для обмена данными между 3D приложениями. Формат COLLADA использует открытый стандарт XML. Его поддерживают такие программы как 3DS MAX, Google SketchUp, Blender и многие другие.
Для загрузки данных выберите в классификаторе объект - 3D - редактирование 3D вида - Шаблоны - (Одноточечная или двухточечная метрика) - Свойства - Параметры - DAE.
При импорте из формата COLLADA загружаются следующие типы узлов: поверхность, заданная массивом координат (FaseSet), изображение объемное, плоскость вертикальная, плоскость горизонтальная, массив линий (LineSet)
В знак может быть загружены данные из формата COLLADA версии не ниже 1.5 (рис 2.14).
Редактирование знаков, загружаемых из VRML и COLLADA, ограничено следующими функциями: изменение размеров знака, изменение привязки знака относительно метрики объекта, изменение положения и размеров отдельных узлов, изменение оформления отдельных узлов.
Размер загружаемых файлов не должен превышать 5 Мб.
Рис. 2.14. Пример знака, загруженного из COLLADA -формата
Рис. 2.15. Пример описания шаблона объектов
Шаблоны линейных объектов могут состоять из следующих частей
(рис. 2.15): вертикальная полоса, горизонтальная полоса, плоская линия, знак по линии, знак по точкам, линия с заданным сечением.
Вертикальная полоса рисуется вдоль метрики. Высота полосы может быть постоянной либо браться из указанной семантики объекта карты.
Если пользователь задал семантику, а ее для объекта карты нет, берется
высота, установленная при заполнении параметров (рис. 2.16). Полоса может быть смещена от метрики вверх или вниз. Величина смещения может быть постоянная, взята из семантики объекта либо полоса может располагаться над другой частью изображения.
Например, у многоэтажного дома высота полосы зависит от семантики количество этажей, и равняется значению этой семантики (для рисуемого объекта) умноженному на заданную высоту этажа (3м). Крыша должна
лежать над этой полосой, независимо от ее высоты. Поэтому смещение для нее нужно задать относительное. Вертикальная полоса может быть расположена по метрике следующим образом: по рельефу, верх горизонтален и без учета рельефа. Если задать для верха полосы расположение горизонтальное верх будет отстоять от максимальной точки метрики на заданную величину, а низ полосы будет идти по метрике. Шаблоны трехмерных изображений
зданий, заборов в основном состоят из таких частей. Горизонтальная полоса рисуется вдоль метрики (метрика по центру полосы). Ширина ее может быть постоянна или взята из семантики. Полоса может быть смещена от метрики вверх или вниз. Используется для трехмерного изображения дорог. Линия с заданным сечением рисуется следующим образом: пользователь задает сечение определенного вида, которое устанавливается перпендикулярно метрике
линейного объекта и «вытягивается» по метрике как по осевой линии.
Для площадных объектов используются все виды шаблонов линейных объектов и дополнительно шаблоны для изображения площадей: горизонтальная плоскость, поверхность по рельефу, крыша над плоскостью,
цилиндр, лежащий над плоскостью, склон над плоскостью, знак по площади.
Горизонтальная плоскость и поверхность по рельефу используются для
заполнения площадей (площадные дороги, крыши, газоны). Горизонтальная
плоскость рисуется в виде площади, ограниченной метрикой объекта на
заданной высоте.
Рис. 2.16. Пример описания шаблона объектов
Плоскость может быть смещена от метрики вверх или вниз. Величина смещения может быть постоянная, взята из семантики объекта либо плоскость может располагаться над другой частью изображения. Поверхность по рельефу в дополнение к этим свойствам точно отражает высотный рельеф поверхности. Крыша над плоскостью рисует треугольную призму над метрикой, верх крыши располагается по центру метрики, если. Высота крыши
может быть постоянной либо браться из указанной семантики объекта карты. При нулевой высоте не рисуется. Высота смещения крыши над поверхностью может быть постоянная, взята из семантики объекта либо крыша может
располагаться над другой частью изображения.
Крыша над плоскостью может быть расположена по метрике следующим образом: по рельефу; верх горизонтален, без учета рельефа. Цилиндр, лежащий над плоскостью рисует цилиндр, расположенный вдоль наибольшего отрезка метрики объекта или поперек его, в зависимости от параметров. Если метрика объекта более 5 точек сначала будет построен окаймляющий прямоугольник. Цилиндр может быть смещен от метрики. Вверх или вниз. Можно отображать части цилиндра – верх, низ или стены, а можно отображать
цилиндр полностью. Склон используется для изображения крыш сложной конфигурации, лестниц и других подобных объектов. Представляет собой трапецию или треугольник. Рисуется только по первым трем или четырем точкам метрики. Две первые точки – основание, остальные верх. Высота ската задается в параметрах, но может быть взята и из семантики. Склон может быть смещен от метрики, вверх или вниз, а может располагаться над другой
частью изображения. Любая из частей склона (боковые стороны и верх), может отсутствовать. Для задания разных описаний, например, у верха и у всех или одной из боковых частей необходимо задать два склона, одинаковых по геометрии и разных по описаниям. Знак по площади изображает заданный знак внутри метрики на заданном расстоянии по длине и ширине. Оба параметра могут быть постоянными либо браться из указанной семантики объекта карты. Используется для изображения площадной растительности.
Создание сложных видов объектов с помощью шаблонов рассмотренное в предыдущих пунктах построение трехмерного вида объектов с помощью шаблонов дает возможность изменения содержания вида объекта по высотной характеристике, но каждая отдельная часть шаблона строится по всей метрике. При наличии у объекта разных объемных частей, привязанных к отдельным точкам и отрезкам метрики, возникает необходимость в применении нескольких шаблонов к одному трехмерному виду объекта или формировании модели объекта.
Рассмотрим построение сложного вида объекта на примере, показанном на (рис. 2.17). Имеется здание, содержащее в своем виде неповторяющиеся архитектурные элементы. Для каждого из них необходимо создать свой шаблон (рис. 2.18).
Рис. 2.17. Пример трехмерного изображения объекта сложного вида
Рис. 2.18. Список шаблонов для сложного трехмерного изображения
Каждый шаблон строится по отдельной метрике, поэтому для отдельных частей объекта необходимо построить свои объекты. Эти объекты строятся на специальной пользовательской карте, наложенной на основную карту.
Если метрика объектов отдельных частей или основного объекта повторяется на некоторых участках, то ее надо делать с небольшим отступом друг от друга, иначе трехмерное изображение частей будет перекрываться.
Как видно из приведенного примера, данный способ построения объектов
сложного вида не очень удобен, так как требует построения дополнительных двухмерных объектов. Рассматриваемое далее создание моделей трехмерного
вида объектов устраняет эти недостатки, позволяя делать объекты более реалистичными.
Вид объекта, созданного с помощью шаблона, является достаточно простым. На всем протяжении метрики объект выглядит одинаково. Этого вполне достаточно для многих типов объектов, таких как леса, дороги, коммуникации, ограждения, различных точечных и векторных рис. 2.19. Но для вида большинства строений важно, чтобы фасад и торец здания имели разное изображение.
Рис. 2.19. Пример двухмерной метрики для построения трехмерного
изображения сложного вида
Кроме того, существуют отдельные детали домов: подъезды, завершения лифтовых шахт, арки для проезда, башенки и т.д. Все эти детали относятся к одному объекту, имеют общую семантику и должны отображаться как единое целое.
Выше было показано, как, используя шаблоны, можно сформировать
достаточно сложное изображение, но такой способ требует создания большого количества дополнительных объектов и дублирования семантических характеристик. Более того, даже для объектов с одинаковым видом придется создавать дополнительные объекты к каждому отдельно. Для решения такой задачи предлагается строить более сложный вид объекта – модель. Самой простой моделью является набор шаблонов, для каждого из которых указано на какой части метрики (формы) модели он рисуется.
Модель трехмерного вида объекта состоит из:
формы;
вектора привязки;
подчиненных моделей.
Для каждой подчиненной модели указано положение (сдвиг, поворот и растяжение) относительно вектора привязки основной модели, форма, вектор привязки и ссылка на параметры. Параметрами подчиненных моделей могут быть другие модели или шаблоны.
Метрику модели будем называть формой. Форма отличается от метрики
конкретного объекта тем, что она трехмерная, не содержит «лишних точек» на сторонах, углы выпрямлены. В форме выделен отрезок, который будем называть вектором привязки модели. Модель может содержать несколько форм. К форме, как к каркасу, привязываются дочерние модели, каждая из которых имеет свою форму.
Моделью трехмерного вида объекта назовем набор форм метрик с привязанными к ним подчиненными моделями. Для создания модели объекта пользователю предлагается выбрать одну из заданных форм метрики (прямоугольник, Г-образная метрика и т.д.) или создать форму по метрике объекта.
Для серии домов одного вида пользователь создает, а редакторе классификатора отдельные модели – подъезд, верх шахты лифта, торец, фасад, тыльную сторону здания и т.д. Далее создается основная модель. Выбирается форма и на этой форме, укладываются подчиненные модели. Модель привязывается к конкретному объекту карты автоматически.
Конкретная форма модели указывается в семантике объекта. Если семантики у объекта нет выбирается первая форма модели. Вектор привязки модели совмещается с первыми двумя точками метрики объекта. Позднее пользователь может указать вектор привязки объекта вручную. Модели, так же, как и шаблоны, лежат в файле трехмерных изображений.
Рис. 2.20. Окно редактирования 3D-вида объекта
Шаблоны и модели вместе составляют библиотеку трехмерных изображений, не относящихся к конкретным объектам.
Чтобы объекты можно было увидеть на трехмерной карте, нужно назначить объектам двухмерной карты соответствующие им трехмерные изображения. Эти изображения могут быть взяты из стандартного набора (библиотеки) или заново созданы, как описано выше.
Для назначения объекту его трехмерного вида в редакторе классификатора выбираем редактирование 3D-вида объекта (см. рис.2.20).
В данном диалоге для объекта можно назначить три различных вида: ближнего, среднего и дальнего плана. Каждый вид объекта определяет, что на разных расстояниях от наблюдателя объект будет отображаться по-разному на трехмерной карте.
При отсутствии какого-либо из видов при отображении берется изображение, назначенное для предыдущего вида. Для каждого объекта надо сохранить назначенные изображения. В соответствии с ними объекты данного кода будут отображаться при построении трехмерной карты местности.
2.4. Последовательность создания
трехмерной модели объекта
В данном разделе рассмотрена последовательность создании трехмерных моделей на примере создания модели аппаратной связи П-260-У.
Комплексная аппаратная связи П-260-У предназначена для приема, обработки и передачи информации с использованием каналов различных интерфейсов (С1-И, ТЧ, ОЦК), образованных аппаратурой шифрованной передачи данных, а также для привязки полевых узлов связи к транспортной сети и распределения всех видов информации, циркулирующей между рабочими местами должностных лиц ПППУ стратегического и оперативного звеньев управления (СЗУ и ОЗУ) по каналам и трактам транспортной сети, а также по линиям прямой связи.
Прежде чем преступать к моделированию необходимо максимально подробно представлять себе объект моделирования рис. 2.21, иметь в запасе изображения объекта моделирования, знать его размеры и основные отличительные черты. В случае работы с геоинформационными системами необходимо учитывать то, что модель должна быть низкополигональной, для уменьшения нагрузки на вычислительные алгоритмы программы ГИС
«Оператор». Опытным путем выяснено что оптимальное количество
полигонов для одной модели составляет 1000-3000 полигонов. Данное
количество полигонов позволяет добиться необходимой детализации и
узнаваемость модели.
Рис. 2.21. Аппаратная П-260-У
Для моделирования используется программный комплекс 3d’s max 2015 от компании Autodesk. Преимущество данной программы в том, что имеется тридцатидневный бесплатный пробный период. На рис. 2.22 представлен интерфейс программы.
+
Рис. 2.22. Интерфейс программы Autodesk 3ds max 2015
Интерфейс можно разделить на 3 основные зоны:
- Рабочая зона, в ней производятся все манипуляции с трехмерной моделью. Она характеризуется различными видовыми проекциями: вид сверху, вид сбоку, вид снизу. В правом верхнем углу каждой из проекций представлен видовой куб, который помогает ориентироваться в текущем повороте камеры в виртуальной сцене. Рабочая зона обозначена на рис. (рис. 2.23).
Рис. 2.23. Рабочая область.
- Панель инструментов, в которой содержаться все возможные настройки программы, сцены, вывода и ввода файлов. Панель инструментов изображена на рис. (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Панель инструментов
- Панель классификаторов, рис. (рис. 2.25), на данной панели производятся модификации объектов рабочего пространства.
Рис. 2.25. Панель модификаторов
Моделирование начинается с создания сплайна по контуру моделируемого объекта. Для базового моделирования используются чертежи автомобиля KамA3-6350 (рис. 2.26).
Рис. 2.26. Модель автомобиля КамАЗ-6350
Проекции автомобиля помещаются на плоскости, созданные при помощи базового примитива plane, состоящие из одного полигона (рис. 2.27). Следующим шагом является создание сплайна по контуру кабины.
Для этого используется инструмент Line из раздела shapes панели редактирования и создания объектов. Обводка кабины проводится по ближайшей к наблюдателю грани. (рис. 2.28).
Рис. 2.27. Чертеж, примененный к плоскостям
Рис. 2.28. Созданный сплайн по контуру модели
Далее необходимо применить к созданному сплайну модификатор Edit poly. После применения модификатора нужно выбрать режим выделения границы и произвести «вытягивание» границы до середины кабины.
При этом важно учитывать то, что количество промежуточных срезов должно быть не менее 3 (рис. 2.29). После этого необходимо привести кабину к геометрическому соответствию оригиналу. Для этого используется редактирование точек, ребер, полигонов (рис. 2.30).
Рис. 2.29. Модель после применения «вытягивание границы»
Рис. 2.30. Половина кабины автомобиля КамАЗ
Нет необходимости стремиться получить полное соответствие, так как чем меньше полигонов будет в конечной модели, тем быстрее будет работать программный продукт. Применяем модификатор symmetry из стека модификаторов. Результат – рис. 2.31
Рис. 2.31. Трехмерный рисунок кабины
Рис. 2.32. Сборка кабины
Также необходимо добавить крылья к кабине, раму и колеса. Все это создается с помощью стандартных примитивов и модификатора edit poly.
При создании колес нужно учитывать, что круглые объекты очень полигоноемки, соответственно нужно делать их максимально низкополигональными. (рис. 2.33)
Следующим этапом добавляется рама кузова, кунги и антенные штанги. Что позволяет визуально опознать машину на карте. Аппаратная смоделирована в походном положении, антенны сложены на крыше. Количество полигонов у модели составляет 1507 полигонов. Что вписывается в максимальное количество полигонов для оптимальной работы программы. (рис. 2.34).
Рис. 2.33. Добавлены рама, бампер и колеса
Рис. 2.34. П-260-У готовая к экспорту
Для экспорта модели необходимо произвести выделение всех подобъектов, перейти в главное меню, выбрать вкладку «экспорт» и выбрать формат файла WRML97(.wrl) (рис. 2.35).
Рис. 2.35. Экспорт объекта
По данному принципу создаются все модели для ГИС «Оператор».
Комбинированием различных методов моделирования объектов достигается сокращение временных издержек на создание моделей.
2.5.Интеграция модели в геоинформационную систему
Имеется изначально загруженная топографическая карта, на которую необходимо импортировать трехмерные объекты (рис. 2.36).
Рис. 2.36. Электронная топографическая карта
Для импорта трехмерных моделей необходимо изначально создать
дополнительный слой на карте. При создании слоя необходимо перейти в пункт меню файл, создать, карту. В настройках выбираем папку куда сохранять карту. Далее вводим основные настройки карты. Используем заранее
подготовленный классификатор (рис. 2.37).
Рис. 2.37. Настройки слоя
Нажимаем кнопку создать. После чего происходит создание дополнительного слоя. Следующим этапом переходим в настройки классификатора. Они расположены в меню в пункте задачи, редактор классификатора. (рис. 2.38).
В пункте выбор классификатора, выбираем рабочий слой, в нашем случае ВАС и переходим во вкладку объекты, применяем фильтр и находим двумерные знаки аппаратных, если их нет, то их необходимо создать (рис. 2.39).
Рис. 2.38. Окно редактора классификатора
Рис. 2.39. Редактор объектов
Необходимо перейти во вкладку 3D и добавить библиотеку трехмерных знаков. Можно для этого использовать штатную библиотеку service.p3d. для этого переходим в папку с программой ГИС «Оператор», копируем библиотеку и вставляем ее в папку с картой. После чего подгружаем библиотеку нажатием на кнопку «добавить» (рис. 2.40).
Рис. 2.40. Добавление классификатора трехмерных знаков
Необходимо добавить трехмерный объект в классификатор. Переходим во вкладку объекты, далее находим знаки аппаратных связи. В правом окне переходим во вкладку 3D, и в пункт меню Редактирование 3D вида (рис. 2.41).
Рис. 2.41. Редактирование 3D вида
Во вкладке «Шаблоны» в блоке список шаблонов необходимо выбрать двухточечную метрику и библиотеку, которую подключали ранее. Правой кнопкой мыши щелкаем на любом из существующих шаблонов и в выпадающем пункте меню выбираем добавить шаблон. Называем шаблон
«П-260-У». В параметрах шаблона выбираем режим «Знак» и нажимаем
«Добавить». После чего двойным кликом мыши переходим в настройки
знака (рис. 2.42).
Рис. 2.42. Панель редактирования знака
Следующим шагом переходим во вкладку параметры, и выбираем «вставить знак из vrml. Результат показан (рис. 2.43).
Рис. 2.43. Импорт модели
После импорта необходимо отредактировать текстуры. Сохраняем
результаты импорта. В окне редактирование знака переходим во вкладку «Оформление» и изменить необходимые текстуры (рис. 2.44).
Рис. 2.44. Редактирование текстуры
После редактирования текстур необходимо создать связь между трехмерной моделью и двумерным объектом. Переходим во вкладку 3D вид объекта, выбираем П-260-У, и назначаем на ближний, средний и дальний планы
(рис. 2.45).
Рис. 2.45. Привязка трехмерного знака
После привязки необходимо закрыть все окна с сохранением изменений.
Следующим шагом является нанесение на карту аппаратной связи. Для этого используется функция создание объекта в панели инструментов. В окне создания объектов приметь фильтр «ВАС 3D». И добавить созданную аппаратную. Выполняем построение трехмерной карты (рис. 2.46).
При создании трехмерной карты происходит интерпретация двумерных изображений трехмерными с загрузкой связанных трехмерных моделей
(рис. 2.47).
Рис. 2.46. Создание трехмерной карты
Рис. 2.47. Процесс загрузки трехмерной карты
Модель аппаратной не соразмерна местности, необходимо изменить
размеры аппаратной (рис. 2.48).
Для этого необходимо выделить аппаратную на трехмерной карте перейти во вкладку 3D, пункт параметры, выбрать вкладку шаблоны, выделить
интересующую аппаратную, двойным кликом по знаку вызвать меню настройка знака (рис. 2.49).
Рис. 2.48. Модель аппаратной
Рис. 2.49. Настройка знака
Меняем параметр расположение на «по метрике текущего объекта» и пропорциональное изменение объекта устанавливаем «0.1» применяем изменения. Сохраняем полученный результат (рис. 2.50).
Рис. 2.50. Итоговая модель на трёхмерной карте
Используя данную методику возможно в сжатые сроки создать трехмерное представление практически любого объекта необходимого для работы с цифровой картой.
2.6. Подготовка векторной карты
При подготовке к отображению карты в трехмерном виде необходимо выполнить анализ векторной карты на предмет полноты кодового состава созданных трехмерных шаблонов и моделей объектов. При необходимости, для выбранных объектов карты может быть выполнена замена кода объекта на код, для которого определен трехмерный вид объекта. Замена кода объекта выполняется в Редакторе карты ГИС «Оператор».
Для объемного изображения карты многие параметры рисования берутся из семантики. Высота домов, этажность, глубина колодцев люков, высота конька крыши влияют на изображение и позволяют применять один и тот же шаблон или модель для разных объектов. При редакционно-подготовительных работах необходимо позаботиться о том, чтобы необходимые для трехмерного отображения семантики объектов были заполнены.
Для зданий:
относительная высота (без крыши, без цоколя);
высота конька крыши;
высота цоколя;
для отдельно оцифрованных элементов (крыльцо, терраса) – высота;
состояние (жилое, нежилое);
характер огнестойкости;
материал сооружения.
Для растительности:
вид дерева (необязательная);
высота (необязательная).
Для других точечных объектов:
геометрические размеры (при их уникальности).
Для дорог:
ширина;
тип покрытия.
Для нефтепроводов, водопроводов, газопроводов, кабельных линий связи, колодцев смотровых, имеющих постоянную глубину прокладки и не имеющих точек ухода под землю или выхода из-под земли:
высота верха прокладки;
материал;
диаметр трубы.
Если файл с картинкой для изображения берется не из библиотеки текстур, в соответствующую семантику объекта должно быть занесено имя файла. Если объекты имеют семантику «Абсолютная высота», то она должна содержать реальные значения в системе высот карты.
При наличии в метрике объекта координаты H, которая не является абсолютной высотой, метрика объекта должна иметь признак «Высота относительно поверхности». При отсутствии этого признака координата H будет использоваться в качестве абсолютной высоты.
Объекты рельефа местности, которые не имеют абсолютной высоты, но
которые учитываются при построении матрицы высот (например, насыпи двухсторонние, овраг) должны иметь корректное значение относительной
высоты, глубины. Объекты, трехмерный вид которых будет учитывать их высоту (например, ЛЭП, столбы, деревья, трубы), также должны иметь
корректное значение относительной высоты.
Метрика объектов не должна содержать одинаковых точек.
Не должно быть точек, лежащих на одной прямой, если это не обосновано
какой-либо другой необходимостью.
У трубопроводов, имеющих на протяжении одного объекта разную глубину прокладки и (или) точки ухода под землю (выхода из-под земли), необходимо задать третью координату (относительную высоту) для всех точек метрики. В точках ухода трубопровода под землю или выхода из-под земли в метрике объекта надо задать две точки с одинаковыми X и Y координатами, имеющие разную третью (H) координату. Задать третью координату можно при создании объекта или, для существующего объекта, в диалоге выбора объекта, закладка «Метрика». Высота должна быть относительной (для подземных участков – отрицательная).
В этом случае семантику «Высота верха прокладки» заполнять не надо. Если изменение глубины прокладки свойственно только части трубопровода, лучше сделать эту часть отдельным объектом с высотной координатой в метрике. Остальную часть трубопровода можно сделать с двухмерной метрикой и задать вышеуказанную семантику «Высота верха прокладки». Это облегчит оцифровку исходных данных.
У объектов, метрика которых содержит третью координату, заданную относительно поверхности, обязательно задать флажок «Высота относительно поверхности» (задается в диалоге «Выбор объекта» закладка «Метрика» всплывающее меню).
2.7. Построение матрицы высот для
отображения рельефа земной поверхности
Для отображения рельефа земной поверхности на трехмерной модели нужна матрица высот.
По имеющимся векторным данным матрицу высот можно сделать следующим образом.
Вызвать режим построения матрицы высот «Создание матрицы» (Файл \ Создать \ Матрицу) в ГИС «Оператор», после чего открывается диалоговое окно (рис. 2.51).
Рис. 2.51. Окно «Создания матрицы»
Во вкладке «Имя фильтра» кнопкой ">>" перейти во вкладку «Состав обрабатываемых объектов карты» (рис. 2.52).
Рис. 2.52. Окно «Состав обрабатываемых объектов карты»
В данном фильтре необходимо настроить закладки:
абсолютные высоты (обрабатываются все объекты с семантикой
4 -АБСОЛЮТНАЯ ВЫСОТА);
относительные высоты (обрабатываются все объекты с семантикой
1 - ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА с умолчанием относительной высоты = 0);
дополнительные характеристики (обрабатываются все объекты с семантикой 7 - ГЛУБИНА, значение глубины используется с обратным знаком).
В вышеперечисленных закладках необходимо выбрать объекты, высотные характеристики которых учитываем при построении матрицы. Это значит, например, что если у в закладке «Относительные высоты» присутствует объект типа «Столб» и у него в семантике задана относительная высота, то высоты столбов будут учтены при построении матрицы и, соответственно, поверхность рельефа местности, отображаемая на трехмерной модели, также будет включать в себя высоту столбов. По объектам закладки Абсолютные высоты будет построена поверхность рельефа.
Объекты закладок «Относительные высоты» и «Дополнительные характеристики» добавятся к поверхности рельефа (глубины должны иметь положительные значения, т.к. они вычитаются из общих высот).
Более подробные сведения по настройке фильтра - в справке «Диалога
создания матрицы» ГИС «Оператор» (Помощь - Help).
Режим «Использовать фильтр» должен быть включён рис. 2.53.
Если оцифрованные данные занимают только некоторую область карты (например, при диагональном расположении объектов карты), лучше задать область вывода – «По контуру» или «По объекту».
Контур (или замкнутый объект) ограничивает область построения матрицы, делая более быстрым и точным процесс построения. Если область вывода для карты таких данных задать по кнопкам «Выбрать» или «Весь район», то построение будет выполняться долго. Задать тип матрицы – «Суммарные высоты» (при этом к поверхности абсолютного рельефа добавятся объекты с относительными высотами и дополнительными характеристиками).
Если необходимо, включить режим «Использовать высоты из метрики объектов». Задать «Размер элемента (м)» и построить матрицу.
Вектора привязки, указывающие расположение модели относительно объекта, хранятся в описании объектов карт в виде вектора привязки со ссылкой на библиотеку трехмерных изображений и идентификатором модели в библиотеке. Модели привязываются автоматически к первой точке метрики объекта.
Модели после автоматической привязки необходимо оценить полученное трехмерное изображение карты.
Рис. 2.53. Настройка элементов для построения матрицы высот
2.8. Отображение трехмерной модели местности
Задача построения трехмерной модели местности (трехмерной карты) позволяет работать как со всем районом, отображаемым в окне двухмерно карты, так и с любым выбранным его фрагментом. При первом открытии
окна «Отображение трехмерной модели» для активной двухмерной карты построение трехмерной модели выполняется по области, отображенной в окне двухмерной карты.
Выбор области по двухмерной карте выполняется при нажатии кнопки (рис. 2.54).
При этом окно трехмерной карты закрывается, и пользователь выбирает на двухмерной карте прямоугольный участок местности, для которого будет построена трехмерная карта. По окончании выбора открывается окно, содержащее трехмерную карту.
Рис. 2.54. Вид главного окна системы с фрагментом двухмерной карты и
построенной по нему трехмерной картой
При нажатии кнопки выполняется построение трехмерной карты по области, соответствующей всему району двухмерной карты.
При закрытии окна трехмерной карты последний выбранный для данного района способ выбора области построения трехмерной карты сохраняется для последующего восстановления при открытии.
Управление трехмерной картой выполняется клавишами смещения (вверх, вниз, вправо, влево) и показано на рис. 2.55.
Рис. 2.55. Клавиши клавиатурного управления трехмерной картой
Кроме показанных на рис. рис. 2.55. управляющих клавиш, движением модели можно управлять с помощью колесика на мыши (если таковое имеется). Простым вращением колесика можно передвигаться по модели вперед и назад, а вращение при нажатой клавише «Shift» аналогично нажатию стрелок на клавиатуре (вращение влево и вправо).
Высоту подъема наблюдателя (ориентира), угол наблюдения и угол поворота модели можно изменять с помощью управляющих элементов типа «ползунок», расположенных в левой и нижней части окна «Навигатора 3D».
Скорость перемещения по модели изменяется с помощью трекбара в правом нижнем углу окна 3D-навигатора. Установленная скорость движения отображается здесь же в единицах измерения км/ч.
Изменять высоту подъема наблюдателя (ориентира) можно также с помощью клавиш «PageUp» (поднять), «PageDown» (опустить). Нажатием право клавиши мыши на линейке изменения высоты подъема вызывается всплывающее меню, с помощью которого можно установить наблюдателя (ориентир) на поверхность модели (пункт меню «Установить на поверхность») и изменить максимальную высоту подъема наблюдателя над поверхностью модели (пункт меню «Изменить максимум высоты», который вызывает
диалог «Параметры», закладка «Дополнительные»).
Имеется возможность управления трехмерной моделью местности только с помощью мыши. При нажатой левой клавиши мыши: «перетаскивание» модели в нужную сторону. При нажатой правой клавише мыши: движение мыши вперед, назад – подъем наблюдателя относительно модели вверх, вниз соответственно; движение мыши влево, вправо – перемещение по модели влево, вправо.
Вращение колесика мыши – масштабирование модели, вращение колесика мыши при нажатой правой клавише – изменение угла наклона модели.
Нажатие с отпусканием в одной точке: левой клавиши мыши – вывод
диалога информации об объекте; правой клавиши мыши – переход в указанную точку модели.
Кроме показанных на рис. 2.55 управляющих клавиш, движением модели можно управлять при помощи колесика мыши. При простом вращением колесике выполняется смещение карты (вперед, назад), а при нажатой клавише «Shift» выполняется поворот карты (к наблюдателю, от наблюдателя).
Высоту подъема наблюдателя (ориентира), угол наблюдения и угол поворота модели можно изменять при помощи управляющих элементов типа «ползунок», расположенных в левой и нижней части окна трехмерной карты.
Изменять высоту подъема наблюдателя (ориентира) можно также с помощью клавиш «PageUp» (поднять), «PageDown» (опустить). Нажатием правой клавиши мыши на линейке изменения высоты подъема вызывается всплывающее меню, с помощью пункта которого можно установить наблюдателя (ориентир) на поверхность модели (Установить на поверхность).
При выборе пункта «Изменить максимум высоты» этого же меню выходит диалог «Настройки отображения модели», в котором можно изменить максимальную высоту подъема наблюдателя и границы масштабирования модели.
Выбор объекта в окне трехмерной карты выполняется при нажатии левой
клавиши мыши на трехмерном изображении объекта, либо на изображении объекта на поверхности рельефа (рис. 2.56). При этом открывается окно «Выбор объекта», которое содержит информацию об объекте карты.
Если к классификатору карты подключена библиотека трехмерных изображений объектов, в окне «Выбор объекта» есть закладка «3D», в которой показан трехмерный вид объекта и его параметры. При нажатии на клавишу «Параметры» этой закладки можно войти в диалог редактирования (создания) трехмерного вида объекта задачи «Редактирование классификатора».
После сохранения изменений трехмерного вида объекта вид других
объектов этого кода на трехмерной карте обновляется автоматически.
При редактировании других параметров объекта (его семантики или метрики) в окне «Выбор объекта» после сохранения этих параметров вид объекта на трехмерной модели обновляется.
Для принудительного обновления всех объектов на трехмерной модели
в линейке инструментов есть кнопка «Обновление вида объектов».
Рис. 2.56. Окно информации об объекте, закладка 3D
В задаче построения трехмерной модели местности есть возможность
изменять состав отображаемых трехмерных объектов. При этом фоновая
текстура, натягиваемая на поверхность трехмерной модели местности, создается в соответствии с составом объектов на двухмерной карте.
Настройка дополнительных параметров отображения «Главное меню»
окна «Отображение трехмерной модели» состоит из рис. 2.57:
вид;
модель;
синхронизация карт;
освещение;
параметры;
помощь.
В пункте меню «Вид» можно выбрать тип отображения рельефа поверхности трехмерной модели местности (карта, каркасный, прозрачный, отсутствует) (рис. 2.58).
Рис. 2.57. «Главное меню» окно «Отображение трехмерной модели»
Рис. 2.58. Диалоговое окно меню «Вид»
Данный пункт меню содержит:
настройку состава отображения 3D-модели;
настройку вида поверхности, рельефа и трехмерных объектов;
установку дальности видимости трехмерных объектов.
Поверхность модели может иметь вид:
Нормальный – на поверхность накладывается изображение двухмерной карты, соответствующее составу данных и составу отображения, настроенному в пункте меню «Состав отображения 3D-модели»;
Прозрачный – поверхность модели становится прозрачной, позволяя увидеть объекты, располагающиеся под землей;
Отсутствует – отображение поверхности отключается.
Рельеф поверхности может быть изменен: возможна установка масштаба рельефа от 0% до 800%. Данный пункт меню активен только при наличии открытой матрицы высот.
Трехмерные объекты могут быть отображаться в следующем виде:
Нормальное – объекты имеют вид, определенный в классификаторе;
Каркасное – объекты имеют каркасный вид;
Отсутствует – отображение объектов отключается.
При включении опции «Отображение объектов» - Не имеющих 3D-вида, объекты двухмерной карты, не имеющие 3D-вида, отображаются на трехмерной модели контурами.
При включении опции «Полная дальность видимости» включается полная видимость всех объектов, независимо от их удаленности от наблюдателя. Выключение данной опции уменьшает дальность видимости объектов, но увеличивает скорость отображения 3D-модели.
Пункты меню «Модель» содержат (рис. 2.59):
инструменты ручного и автоматического обновления трехмерной модели;
сохранение модели на весь район;
выбор типа проекции и положения наблюдателя относительно модели.
Рис. 2.59. Диалоговое окно меню «Модель»
При первом открытии окна трехмерной модели выполняется создание 3D-модели по габаритам фрагмента, отображенного в окне двухмерной карты. Сохранить на весь район – запуск создания 3D-модели на весь район.
Для наилучшего представления 3D-модели используется настройка положения наблюдателя:
Слежение со стороны – наблюдатель находится на фиксированном расстоянии от ориентира. Для изменения расстояния от наблюдателя до ориентира используются кнопки «<» (удалить модель от наблюдателя) и «>» (приблизить модель к наблюдателю). Поворот модели производится относительно положения ориентира;
Наблюдатель в центре – наблюдатель сам перемещается по модели. Поворот модели выполняется относительно наблюдателя.
Ориентир (центральный указатель) находится в центре модели и имеет вид красного шарика. Отключение центрального указателя выполняется в диалоге Параметры – Дополнительные.
Трехмерная модель может быть представлена в следующих проекциях:
Перспективная – позволяет более реально оценить расположение объектов относительно друг друга в привычном глазу виде.
Ортогональная – дает соответствие трехмерного вида объектов карты их реальным размерам, но не дает перспективного вида расположения объектов на модели (все рисуется как бы в одной плоскости).
Меню «Задачи» (рис. 2.60) содержит:
инструменты настройки и выполнения сценариев движущихся объектов;
инструменты редактора трехмерной карты;
установку видимости левой панели.
Рис. 2.60. Диалоговое окно меню «Задачи»
Сценарий движущихся объектов представляет собой набор объектов, имеющих заданный трехмерный вид, движение которых определяется выбранной траекторией и графиком движения. Создание и настройка сценария выполняется в диалоге «Настройка сценария».
Выбор сценария выполняется в диалоге «Выбор сценария» – выбрать сценарий по названию и нажать кнопку «Выбор».
Запуск сценария – используется для запуска сценария, временной остановки и продолжения выполнения сценария.
Остановка сценария – используется для полной остановки сценария.
Редактор трехмерной карты предназначен для создания, редактирования и удаления объектов. Основные инструменты редактора карты:
создание объекта;
создание объекта по образцу;
удаление объекта;
перемещение и поворот объекта;
отмена операции редактирования;
восстановление операции редактирования.
Левая панель содержит элементы управления подъемом и наклоном 3D-модели. Отключение панели (Задачи – Левая панель) позволяет увеличить ширину окна отображения 3D-модели. Данная возможность позволяет установить максимально допустимую ширину кадра видеофайла.
При изменении высоты подъема наблюдателя над поверхностью и наклона модели в «Нижней панели» отображаются текущие значения подъема (в метрах) и наклона относительно линии горизонта (в градусах).
Данный пункт меню содержит:
курсор;
освещение;
фон поверхности;
синхронизация с 2D-картой;
размеры и масштаб;
движение;
дата и время;
дополнительные.
Порядок работы с элементами данного меню подробно описаны в справочной системе ГИС «Оператор».
Рис. 2.61. Диалоговое окно меню «Камера»
Пункт меню «Камера» содержит средства установки и закрытия виртуальных видеокамер (см. рис. 2.61).
Установить – используется для установки виртуальной видеокамеры на трехмерной модели. При активизации режима необходимо кликом мыши выбрать точку размещения камеры и точку наблюдения. При этом на модели отображается полупрозрачный сектор обзора, соответствующий области наблюдения. По окончании установки камеры открывается окно камеры, которое содержит вид на трехмерную модель, соответствующий выбранному сектору обзора.
Окно камеры позволяет выполнять дополнительную настройку положения видеокамеры и параметров видеозаписи изображения камеры.
Режим установки камеры позволяет устанавливать от одной до десяти видеокамер. Для перехода к требуемому окну камеры используются кнопки камер, расположенные в Нижней панели (справа снизу).
Каждое окно камеры может закрываться отдельно. При нажатии кнопки «Скрыть» все окна все окна камер становятся невидимыми. При нажатии кнопки «Закрыть все окна» все окна камер закрываются с удалением информации о размещении камер.
При закрытии главного окна трехмерной модели все открытые и скрытые окна и параметры камер сохраняются.
Информация о трехмерной модели отображается в строке панели «Навигатора 3D» (рис. 2.62).
Верхняя строка панели содержит элементы управления поворотом 3D-модели и установки времени суток, а также значения текущих параметров 3D-модели:
подъем ориентира (в метрах);
угол наклона модели (в градусах);
угол поворота модели (в градусах);
дата и время суток в формате «ГГГГ/ММ/ДД чч:мм UTC+N»;
высота солнца над горизонтом (Z) и азимут (A) в формате «гг° мм, сс,,»;
размер изображения в формате «Ширина x Высота» (в точках).
UTC – Всемирное координированное время, международный стандарт времени, где N – смещение относительного нулевого часового пояса.
Рис. 2.62. Строка панели «Навигатор 3D»
Нижняя строка панели содержит значения параметров 3D модели:
координаты точки наблюдения X, Y, H (в метрах) и номер квадрата (при отображении координатной сетки);
масштаб отображения модели;
цена деления курсора-шкалы;
высота точки курсора (в метрах) и шаг изменения высоты;
общая длина (на местности, в плане, в пространстве) и длина последнего отрезка;
информационная строка, которая содержит подсказку по работе текущего режима.
Поле Цена деления курсора-шкалы отображается при включенной опции Курсор-шкала.
Поле Высота точки курсора отображается в режиме Измерение высоты и расстояния и может быть представлено следующими типами высот:
H абс – абсолютной высоте,
H отн – относительная высота.
Смена типа высоты выполняется через контекстное меню, которое вызывается при нажатии правой кнопки мыши в поле «Высота точки курсора».
Поле «Длина» отображается в режиме «Измерение высоты и расстояния» и может быть представлено следующими типами длин:
длина на местности – вычисляется по данным рельефа;
длина в плане – вычисляется по плановым координатам (без учета высоты);
длина в пространстве – вычисляется по трехмерным координатам.
Смена типа длины выполняется через контекстное меню, которое вызывается при нажатии правой кнопки мыши в поле «Длина».
Правая часть нижней строки панели содержит кнопки управления окон виртуальных видеокамер:
1, 2, … – кнопки активизации окна видеокамеры по номеру (при нажатии левой кнопки – активизируется окно, при нажатии правой кнопки – скрывается окно);
«–» – скрывает все окна видеокамер;
«x» – закрывает все окна видеокамер.
Данные кнопки появляются только при наличии установленных виртуальных видеокамер.
2.9. Запись трехмерного изображения
Сохранение текущего трехмерного изображения выполняется нажатием
кнопки (запись в BMP-файл) рис. 2.63. Запись файла выполняется в каталог открытой электронной карты с автоматическим формированием имени файла в формате ГГММДД–ччммсс (год, месяц, день – час, минута, секунда).
Работа с режимом (видеозапись по траектории) начинается с настройки
параметров в диалоге «Видеозапись движения по трехмерной модели». Запись видео-файла осуществляется по заданной траектории движения по активной модели, сохраняемой в файле с расширением “TRA”. В файле траектории также сохраняются и другие настройки модели. Имеется возможность выбрать любой файл траектории для активных данных или создать новый (кнопка Создать).
Рис. 2.63. Окно информации об объекте, закладка 3D
При создании новой траектории происходит запись положения наблюдаемого объекта и настроек текущего трехмерного изображения (см. «Основные составляющие модели отображения»). Остановить создание новой траектории можно по нажатию клавиши Escape или Enter. Кнопка Просмотр предназначена для предварительного просмотра движения по выбранному участку траектории с учетом выбранной скорости движения. При помощи элемента Скорость устанавливается скорость движения по траектории в отношении к исходной (от 10% до 100%). При помощи элемента «Ползунок» можно просмотреть движение по текущей траектории движения и выбрать всю или часть траектории для видеозаписи. Начало и конец видеозаписи могут быть установлены при помощи всплывающего меню над элементом «Ползунок».
Установка свойства «Затемнение» выбранным дает плавное появление первых кадров и плавное затухание последних кадров создаваемого видео-ролика.
После выбора можно приступать непосредственно к записи. Для этого
нажимаем кнопку выбора имени AVI-файла (можно оставить автоматически
сформированное имя файла). Затем нужно выбрать соответствующий пакет
сжатия видеозаписи (например: Microsoft Windows Media Video 9) и после этого производится запись. Запись может быть прервана нажатием клавиш Escape, Enter или кнопки. Записанный видео-файл можно воспроизвести с помощью встроенного плеера.