4.4. Выводы по 4 главе
В главе описан программный комплекс для визуализации виртуального глобуса и 3D-данных на глобусе и сделаны следующие выводы:
Программный комплекс реализует режимы визуализации глобуса (глава 2), разработанный способ визуализации полупрозрачной поверхности глобуса, алгоритмы визуализации облаков точек и объемных данных (глава 3).
Для низкоуровневой работы с трехмерной графикой, построения глобуса и графического интерфейса выбраны программные библиотеки OpenSceneGraph, osgEarth, Qt и другие. Комплекс имеет модульную архитектуру, позволяет использовать динамически подключаемые модули и работать одновременно с несколькими трехмерными сценами, содержащими разные данные.
В случае глобуса существует особенность реализации стереоэффекта: необходимо динамически менять расстояние между виртуальными камерами в зависимости от расстояния до поверхности рельефа. Комплекс поддерживает стереоскопическую визуализацию на современном оборудовании.
Существует несколько режимов навигации по сцене с виртуальным глобусом, каждый из которых подходит для своих задач. В программном комплексе реализованы разные режимы и переключение между ними.
В случае стереоскопической визуализации возникают проблемы использования графического интерфейса пользователя и курсора мыши. Разные виды графических интерфейсов имеют свои недостатки. В качестве компромиссного решения выбран графический интерфейс на основе библиотеки Qt. Для взаимодействия с 3D-объектами реализован инструмент «Виртуальная лазерная указка», при котором вместо курсора мыши на поверхности 3D-объекта показывается маркер, который движется в соответствии с невидимым курсором мыши.
Программный комплекс может использоваться для автоматизации рабочих местах в организациях, для анализа геопространственных данных в различных областях науки и при проектировании.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках данной работы исследованы методы визуализации виртуального глобуса, методы визуализации данных на глобусе, методы взаимодействия с глобусом в виртуальном окружении, в том числе с помощью графического интерфейса пользователя. Получены следующие результаты:
Разработан способ визуализации виртуального глобуса с полупрозрачной поверхностью рельефа, который обеспечивает как надземный, так и подземный просмотр геометрических объектов под поверхностью глобуса и устраняет графические артефакты, вызванные перекрытием слоев рельефа и вспомогательной геометрии.
Предложенный способ можно использовать для решения задач реконструкции зданий и сооружений, в которых проектирование осуществляется на основе облака точек. Способ позволяет анализировать расположение проектируемого объекта относительно соседних зданий и окружающего рельефа, учитывать трассировку подземных коммуникаций и т.д.
Разработан алгоритм визуализации облаков точек на глобусе с уровнями детализации, учетом особенностей глобуса, контролем плотности точек на экране и фильтрации по заданным критериям на графическом процессоре.
Разработан алгоритм визуализации объемных данных, заданных в географической системе координат, который позволяет осуществлять просмотр данных сейсмотомографии, в том числе производить анимацию изменений во времени. Разработанные алгоритмы визуализации объемных данных и полупрозрачной поверхности глобуса могут быть использованы для представления и исследования процессов в земной коре с помощью данных сейсмотомографии для больших территорий. Источником объемных данных может быть также климатическое моделирование.
Разработан программный комплекс, который обеспечивает визуализацию виртуального глобуса, данных и 3D-объектов на глобусе, взаимодействие с ними в виртуальном окружении на современном оборудовании. Разработанный программный комплекс может использоваться для организации автоматизированного рабочего места. Он обеспечивает удобную навигацию в трехмерном пространстве виртуального глобуса, стереоскопическую визуализацию с учетом разных масштабов, поддержку графического интерфейса пользователя.
Программный комплекс позволяет организовать стереовизуализацию в домашних условиях, либо на рабочих местах в организациях. Он позволяет работать с виртуальным глобусом и геопространственными данными в стерео и может являться основой для дальнейшего развития 3D-ГИС.
Результаты данной работы были частично использованы в следующих проектах: «Тренажер персонала Ленинградской АЭС», «Виртуальное Протвино», «Виртуальная Долина гейзеров», «Визуализация геофизических исследований», «Шуховская башня на Шаболовке», «Денисова пещера на Алтае».
Результаты работы демонстрируются посетителям Постоянно действующей выставки достижений РАН и музея Кроноцкого государственного природного биосферного заповедника.
|
