- •Геоинформационные системы в географии
- •Лекция 7
- •План лекции
- •Введение
- •3D анализ
- •Основные термины 3D-анализа
- •Базовая высота
- •Функциональная поверхность
- •Текстуры
- •Объекты, содержащие значения z
- •Уровень детализации (LOD)
- •Вытягивание
- •Метод применятся для многих задач, например для повышения реалистичности 3D изображения или для
- •Драпировка
- •Поскольку ArcScene не различает категории слоев, чтобы получить сходный эффект необходимо использовать свойства
- •Плавающий слой
- •Растеризация
- •3D модель
- •Трехмерные модели активно используются в компьютерной графике, например, при съемках фильмов, мультфильмов, для
- •Мультипатч
- •Мультипатчи могут использоваться в качестве 3D символов, которые присваиваются точечным объектам или хранятся
- •Кэширование
- •Навигация по району, для которого имеются листы данных в кэш, повышает производительность отображения,
- •Смещение картографического слоя
- •Основы 3D-анализа
- •Подключение модуля 3D Analyst
- •Включение дополнительных модулей во всех приложениях происходит одинаково.
- •Панели инструментов 3D Analyst
- •Создание 3D видов
- •Порядок отображения слоев в 3D
- •Приоритет отображения слоев становиться особенно важным, если:
- •Порядок отображения слоев драпировки в ArcGlobe соответствует ArcMap. Эти слои отображаются в зависимости
- •Плавающие слои в ArcGlobe имеют свой порядок отображения, основанный на их положении относительно
- •В ArcScene плавающие слои и слои драпировки используют параметр приоритета отрисовки, который определяет
- •Понятия наблюдателя и цели
- •Для перемещения по 3D изображению, используя объект-камеру, вы должны перемещать либо наблюдателя, либо
- •В тех случаях, когда в ArcGlobe необходим единый масштаб — например, при использовании
- •Непрямые углы 3D отображения и видимый экстент данных
- •Как видно, прямоугольники не подходят для хранения 3D экстента. Контуром зеленого цвета показан
- •Понятие анализа видимости
- •Что такое линия видимости?
- •Видимые участки показаны зеленым цветом, скрытые – красным.
- •Создание линии видимости
- •Общие сведения о высотах на основе объектов в 3D
- •Существуют три основных элемента для определения высот объектов в 3D:
- •Пользовательский интерфейс позволяет выбрать различные сочетания моделей высот
- •Диаграмма в правом нижнем углу диалогового окна предназначен для иллюстрирования текущих настроек базовых
- •Высоты из поверхности
- •Метода привязки слоя объектов к поверхности
- •Примеры слоев, которые обычно накладываются на поверхность для определения базовой высоты (значений z),
- •Высоты из каждого объекта
- •Методы использования информации о высотах объектов при их отображении
- •Примеры слоев, которые, как правило, определяют собственные значения z (высоты), включают самолеты, точки
- •Смещение картографического слоя
- •Примерами слоев, которые лучше выглядят при смещении картографического слоя, включают значки пожарных станций,
- •Комбинация настроек
- •Некоторые примеры использования комбинаций значений z для объектов
- •Объекты камер безопасности задействуют смещения на основе объектов из поверхности рельефа.
- •Основы 3D-символов и стилей
- •3D символ по сравнению с 2D символом
- •Геотипические документы
- •Геотипические символы можно использовать там, где не требуется отображение реальных объектов.
- •Геоспецифические документы
- •В то время как 2D символы имеют только два измерения, по осям x
- •3D символы
- •3D символы позволяют создавать документы, которые "оживляют" отображаемые данные, а также улучшают внешний
- •Составные 3D символы
- •Примеры сложных 3D символов
- •Типы 3D символов
- •Например, имеющийся документ можно сделать визуально более реалистичным, присвоив точкам, обозначающим район застройки,
- •Трехмерные карты
- •3D стили
- •Стилями являются наборы символов с заданными характеристиками. Эти символы разделены по тематическим категориям,
- •Создание собственных стилей
- •Программа ArcGIS ArcGlobe
- •ArcGlobe является приложением для 3D визуализации, которое позволяет просматривать большой объем ГИС данных
- •ArcGlobe является частью Дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst. Это приложение создано для работы
- •Визуализация 3D данных
- •Можно изменить параметры глобуса, чтобы задать:
- •Анализ 3D данных
- •Задачи ArcGlobe
- •Использование 2D данных
- •Программа ArcGIS ArcScene
- •ArcScene является средством просмотра 3D изображений и хорошо подходит для генерации перспектив, которые
- •ArcScene позволяет совмещать множество слоев данных в 3D среде.
- •Возникающие задачи при работе с ArcScene
- •Использование 2D данных
- •Основные различия между ArcGlobe и ArcScene
- •Различие при проецировании данных
- •ArcScene проецирует все данные документа ArcScene в соответствии с первым слоем, добавленным в
- •Различие в кэшировании данных и управлении памятью
- •Различие в анализе данных
- •Просмотр и отображение
- •В ArcScene векторные данные сохраняют исходный формат и могут независимо перемещаться по растровой
- •Просмотр с удаленного рабочего стола
- •Функциональные различия между ArcGlobe и ArcScene
- •Описание
- •Описание
- •Описание
- •Примеры применения 3D-анализа в ArcGIS Пример 1 - Рельефная карта округа
- •Наилучшим выбором является ArcGlobe, поскольку:
- •Пример 2 Изучение локальных месторождений
- •Пример 3 Построение виртуального города
- •Пример 4 – Анализ видимости для определения
- •Редактирование в 3D
- •Как 3D редактирование соответствует редактированию в 2D?
- •Примеры операций, одинаковых для 2D и 3D данных:
- •Чем редактирование в 3D отличается от редактирования в 2D режиме?
- •Еще одна сложность состоит в том, что вы можете использовать атрибуты объектов для
- •Еще одна концепция 3D редактирования состоит в драпировке поверхности пространственными объектами. Многие объекты,
- •Дополнительный модуль 3D-Analyst
- ••Дополнительный модуль 3D Analyst обеспечивает доступ к двум средам трехмерной (3D) визуализации: ArcGlobe
- •Интерактивные инструменты 3D Analyst в ArcMap
- •Интерактивные инструменты 3D Analyst в ArcScene
- •Включение дополнительного модуля Дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst
- •В ArcGlobe и ArcScene имеются также и другие панели инструментов
- •Инструменты геообработки 3D Analyst
- ••Инструменты 3D пространственных объектов
- •Интерактивные инструменты 3D Analyst в ArcMap
- •Меню Опции 3D Analyst
- •Создание изолиний
- •Вычисление пути с максимальным уклоном
- •Создание линии видимости (Create Line Of Sight)
- •Создание 3D графики методом оцифровки на поверхности
- •Создание графика профиля на основе оцифрованных пространственных объектов поверхности
- •Создание графика профиля на основе пространственных объектов поверхности
- •Создание графика профиля на основе линейных 3D объектов
- •Создание графика профиля на основе линии видимости
- •Создание графика профиля на основе пути с максимальным уклоном
- •Использование интерактивного инструмента Точечный профиль
- •СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Уровень детализации (LOD)
Относится к сложности объекта, представленного в 2D или 3D виде. Обычно, в компьютерной графике, уровень детализации объекта снижается при удалении от наблюдателя или при использовании любой другой формулы, основанной на значимости объекта, его положении и т.д. Уменьшение уровня деталей может включать генерализацию текстур, наложенных на объекты, и/или упрощение геометрии объектов. Упрощение объектов и уменьшение количества деталей увеличивает производительность отрисовки, за счет уменьшения нагрузки на графическую подсистему. В целом, сокращение деталей заметно не влияет на качество изображения, поскольку в этом случае объект либо расположен слишком далеко, либо движется слишком быстро.
Вытягивание
Метод, применяемый к 2D пространственным объектам для генерации 3D объектов, когда настоящие 3D объекты не доступны.
Вытягивание – это свойство слоя, уникальное для ArcGlobe и ArcScene, когда точки, линии и полигоны могут вытягиваться по вертикали и формировать линии, стены, объемные фигуры, соответственно.
Вытягивание – пропорциональный метод, поэтому искажения не происходит.
Метод применятся для многих задач, например для повышения реалистичности 3D изображения или для отображения статистической/атрибутивной информации, например, численности населения.
Также можно применять вытягивание с отрицательными значениями.
Единственное требование для использования вытягивания – должна быть задана поверхность высот, которая определяет базовые высоты пространственных объектов.
После этого можно применить вытягивание к определенному местоположению поверхности, либо с использованием постоянного значения, либо с помощью выражения.
Драпировка
Драпировка – один из примеров размещения слоя в 3D пространстве методом задания их роли с учетом положения других слоев.
Драпированный слой использует другие слои в качестве источника высот, поскольку такой слой накладывается поверх объектов, текстур (если есть) и рельефа других слоев.
Слой, отнесенный к категории слоев драпировки в ArcGlobe, впоследствии можно перемещать выше или ниже, в зависимости от того, должен ли он отображаться поверх следующего слоя.
Поскольку ArcScene не различает категории слоев, чтобы получить сходный эффект необходимо использовать свойства слоя, вместо таблицы содержания.
Например, точечный слой может ссылаться на растровую поверхность как источник высот, что делает его подобным слою драпировки в ArcGlobe.
Плавающий слой
Как и слой драпировки, плавающий слой представляет собой еще один способ определения положения слоя в 3D пространстве. В этом случае, плавающие слои используются для отображения объектов, которые не должны располагаться на поверхности высот.
Например, это могут быть растры, подземные или надземные объекты, самолеты, атмосферные явления (облака).
Плавающие слои обычно определяют источник высоты отдельно от других слоев в представлении 3D.
Слои драпировки обычно используют те же данные поверхности, что и другие слои.
Растеризация
Растеризация в 3D отличается от растеризации в 2D.
В ArcGlobe имеется метод отображения (рендеринга) векторных данных как растеризованных. В результате, растеризованный 3D слой выглядит так же, как в ArcMap (плоское изображение) и он драпируется на поверхности глобуса. Это удобно по многим причинам, включая более быстрое отображение, упрощение использования больших массивов векторных данных, и соответствие полигонов тем объектам на поверхности земли, которые они представляют.
3D модель
3D моделью называется представление любого трехмерного объекта, хранящегося в виде цифрового набора объектов и/или правил, который с помощью рендеринга может быть отображен как двухмерное изображение.
Объект может храниться в виде каркаса (состоящего из простых геометрических фигур, таких как линии, треугольники и изогнутые поверхности), задающего оболочку объекта, или целиком (состоящим из параметрически заданных или явным образом заданных 3D объектов, которые добавляются или вычитаются друг из друга, формируя более сложный объект).
Трехмерные модели активно используются в компьютерной графике, например, при съемках фильмов, мультфильмов, для медицинской визуализации/симуляции, в архитектуре, инженерных разработках, дизайне, авиации, компьютерных играх, химической промышленности и планировании. Эти 3D модели создаются вручную, с помощью различных программных средств, таких как SketchUp, 3D Studio Max и Revit. Кроме того, 3D модели можно получить из множества других источников, например, с помощью 3D сканирования (лидары, сонары и т.д.) или вычислить методом анализа.
В ArcGIS 3D модели могут использоваться для отображения точечных объектов в 3D пространстве или храниться в виде сложных пространственных объектов в классе объектов мультипатч.
Мультипатч
Это тип геометрии в ArcGIS, разработанный для представления оболочки 3D объекта. Мультипатч состоят из серии патчей, в которых содержится геометрия, цвет, прозрачность и информация о текстуре. В патче может храниться геометрия следующих типов: круг, треугольник, полоса треугольников или веер треугольников.
Оболочка, которую формируют эти патчи, может отображать полностью замкнутый объект, например сферу, или незамкнутый объект, например скатную крышу.