RSS / Atom / WMS / WFS

Publicat cu Textpattern

Comunitatea:

Realizarea unui model 3D animat al terenului folosind SAGA GIS

Există mai multe metode de a realiza modele 3D ale terenului mai simple sau mai complexe folosind diverse utilitare. Aceste modele pot fi doar afişate ca imagine sau animate, în funcţie de dorinţă. Acest tutorial doreşte să prezinte modul de realizare a unui asemenea model şi animarea acestuia în 3D folosind aplicaţia open-source SAGA GIS.

Datele iniţiale

Pentru a realiza animaţia 3D utilizatorul are nevoie de un minimum de date iniţiale în format raster. Cel mai important este modelul de elevaţie al terenului (DEM). Acesta este punctul de pornire în realizarea reprezentării în 3 dimensiuni şi a animaţiei.

Imaginile şi paşii prezentaţi presupun că doar modelul de elevaţie este încărcat în SAGA GIS. Dar după realizarea reprezentării 3D orice fel de straturi raster sau vector care se află în acelaşi sistem de coordinate pot fi utilizate în reprezentarea şi animaţia 3D.

Primul pas în realizarea animaţiei este încărcarea unui DEM în SAGA GIS.

După încărcarea şi afişarea acestuia pe o hartă, reprezentarea lui va fi modificată pentru vizualizare folosind o paletă de culori potrivită.

Acest pas este opţional, în funcţie de datele care trebuie afişate. În acest tutorial am reprezentat terenul cu o paletă de culori potrivită reprezentării topografice, pentru că această reprezentare va fi obiectul animaţiei realizate în final. Dacă din DEM doar elevaţia este importantă şi stratul afişat în final va reprezenta altceva decât altitudinea, acest pas nu este necesar.

din fereastra Object Properties se selectează opţiunea modificării paletei de culori

Fig. 1 modificarea paletei de culori

se creează sau se încarcă o paletă de culori potrivită pentru reprezentarea datelor dorite. Paleta creată în imagine este doar un exemplu. După cum se ştie, există multiple opţiuni de afişare a variaţiei altitudinale.

Fig. 2 crearea unei palete de culori

Pentru afişarea mai plăcută a terenului, un hillshade poate ajuta foarte mult. Pentru realizarea acestuia poate fi folosit modulul Terrain analysis – Lightning, visibility – Analytical hillshade.

Fig. 3 Creare hillshade

Hillshade-ul obţinut va fi afişat pe ecran.

Fig. 4 Hillshade

Pentru a îmbunătăţi aspectul modelului, DEM-ul poate fi setat semitransparent şi plasat peste hillshade astfel încât hillshade-ul să poată fi văzut de dedesubt. Modificarea transparenţei DEM-ului poate fi realizată folosind funcţia Transparency din Object Properties.

Fig. 5 Modificare transparenţă

După încărcarea şi prelucrarea dorită, dacă este cazul, a DEM-ului pot fi adăugate orice alte date pentru a fi reprezentate în 3D.În acest exemplu am adăugat curbele de nivel după care a fost realizat DEM-ul şi le-am setat proprietăţile de afişare după dorinţă.

Fig. 6 Adăugarea altor straturi

Orice alte date pot fi adăugate în hartă, cu observaţia că aceste date vor fi convertite în reprezentare raster în rezultatul final.

Activarea vizualizării 3D şi setarea opţiunilor

După adăugarea straturilor la harta afişată şi afişarea acestora cu simbolurile dorite se poate trece la reprezentarea în 3 dimensiuni. Pentru aceasta se foloseşte butonul 3D View din fereastra de SAGA.

Fig. 7 Butonul 3D View

La pornirea acestei funcţii SAGA afişează un meniu pentru configurarea vizualizării în 3 dimensiuni a datelor. În acest meniu pot fi setaţi parametrii doriţi.

Fig. 8 Meniul 3D

Cel mai important şi obligatoriu este modelul de elevaţie (Elevation). Acesta trebuie ales din lista de straturi încărcate în SAGA GIS.
În cazul exemplului prezentat (o zonă de deal) diferenţele de altitudine nu erau foarte mari şi a fost necesară modificarea exagerării verticale (Vertical Exaggeration)
O altă opţiune importantă este rezoluţia dorită a rezultatului. Rezoluţia reprezintă dimensiunea în pixeli a laturii modelului, nu dimensiunea unei celule aşa cum mă aşteptam eu. Valoarea default este foarte mică, aşa că va trebui modificată după preferinţe. Atenţie însă la plusurile şi minusurile evidente (la rezoluţie mai mare se vede mai bine dar şi sistemul este mai solicitat) în alegerea unei valori cât mai potrivite

După apăsarea butonului Ok, SAGA va deschide o fereastră de vizualizare 3D.

Fig. 9 Fereastra de vizualizare 3D

Navigarea prin reprezentarea 3D

Pentru navigarea prin reprezentarea 3D pot fi folosite meniurile de sus sau mouse-ul. Cu click stânga apăsat modelul poate fi rotit în jurul centrului. Cu click dreapta modelul poate fi deplasat. Butoanele din partea superioară permit deplasări mai complexe în cadrul modelului.

Crearea unei animaţii

Pentru realizarea unei animaţii folosind modelul, SAGA foloseşte navigarea prin model şi adăugarea unor puncte fixe (Viewpoints). După adăugarea unui număr de puncte, SAGA realizează o animaţie prin care se deplasează între aceste puncte cu o viteza dorită. Modul de realizare este următorul:

Folosind meniul dedicat (Sequencer – Add Position) sau butonul ”A” se adaugă o nouă poziţie fixă.

Fig. 10 Adăugarea unei poziţii fixe pentru animaţia 3D

Pentru fiecare poziţie fixă dorită se realizează deplasarea prin model şi se adaugă în acelaşi fel. Animaţia va fi realizată în ordinea în care au fost adăugate poziţiile fixe.
După adăugarea tuturor poziţiilor (sau nu neapărat), detalii despre acestea pot fi modificate din meniul Sequencer – Edit position.

Fig. 11 Editarea poziţiilor adăugate

Cea mai importantă modificare care se poate realiza aici este numărul de paşi prin care se realizează deplasarea între două poziţii fixe. Cu cât e mai mare numărul de paşi cu atât animaţia va fi mai uniformă, dar sistemul va fi mai solicitat.

Vizualizarea animaţiei

Pentru a vedea rezultatul se foloseşte, evident, meniul Sequencer – Play sau tasta ”P”.

Fig. 12 Rularea animaţiei

La accesarea acestui meniu animaţia va fi rulată pe ecran cu setările stabilite. După definirea paşilor necesari în realizarea animaţiei pot fi modificaţi parametrii hărţii (straturile afişate, culorile, modul de afişare, etc). De asemenea, folosind meniul 3D view – Properties, se pot modifica parametrii afişării 3D (rezoluţia, spre exemplu).

Salvarea rezultatelor

Pentru salvarea rezultatelor (animaţiei) poate fi folosită funcţia care exportă secvenţa de imagini corespunzătoare acestei animaţii (Sequencer – Play and Save as Images).

Fig. 13 Salvarea animaţiei ca secvenţă de imagini

Această funcţie va salva o serie de imagini, câte una pentru fiecare pas din animaţie (în funcţie de setările de la Edit Positions). Această serie de imagini poate fi folosită pentru a realiza o animaţie în format .avi sau în orice alt format video dorit.

Realizarea unei animaţii din imaginile exportate folosind VirtualDub

Eu am realizat o animaţie scurtă în format .avi, de încercare, folosind utilitarul opensource VirtualDub (http://virtualdub.org/download.html), dar există o mulţime de metode de a anima o secvenţă de imagini obţinute de pe HDD.

Pentru realizarea acestei secvenţe folosind VirtualDub se procedează astfel:

Respectarea cerinţelor codecului folosit la compresie trebuie verificată. În general dimensiunea imaginii din care se face video trebuie să fie multiplu de 2 pe fiecare latură, dar depinde de codecul folosit.
Imaginile trebuie să aibă aceaşi dimensiune în pixeli pentru a putea realiza filmul. În cazul în care nu se respectă cerinţa asta va fi nevoie de un resize la unele imagini.
Se denumeşte secvenţa de imagini astfel încât să conţină imagini cu acelaşi nume de bază şi un index (care creşte din 1 în 1) după acesta, dacă este cazul. SAGA GIS a denumit greşit imaginile în cazul meu, şi a fost nevoie să le redenumesc. Eu am folosit Multi Rename Tool din Total Commander pentru aceasta.

Fig. 14 Redenumirea de fişiere multiple în Total Commander

se deschide Virtual Dub şi se foloseşte funcţia File-Open pentru a deschide prima imagine din secvenţă. VirtualDub va încărca celelalte imagini automat dacă sunt denumite corect.

Fig. 15 Încărcarea unei secvenţe de imagini în VirtualDub

După aceasta filmul poate fi exportat în format .avi. În funcţie de codecurile instalate se poate alege tipul de compresie (codecul) dorit din meniul Video – Compression. Eu am ales XVID, dar orice codec instalat pe calculator poate fi ales şi configurat.