2.3. Применимость для подземных объектов
Подземные объекты могут иметь разную природу и визуализироваться с разными целями. Рассмотрим, какие бывают типы подземных объектов, и применимость к ним предложенного способа визуализации глобуса.
1. Облака точек. Это могут быть очаги землетрясений или результаты точечных бурений для изучения свойств земли. Точки хорошо сочетаются с предложенным способом. Они практически не оказывают влияния друг на друга (не «загораживают» другие точки). Облако целиком можно рассмотреть с разных ракурсов или путем перемещения камеры внутри облака. Подробнее визуализация облаков точек рассмотрена в параграфе 3.1.
2. Отдельные объекты: искусственные (шахты, скважины, тоннели) или природные (пещеры, разломы). Они могут быть заданы в виде своих ограничивающих поверхностей и визуализироваться как самые обычные полигональные поверхности (рис. 2 .30). Для подчеркивания формы объекта необходимо применять освещение. Но поскольку солнечное освещение под землей не действует, то рекомендуется совместить источник света с виртуальной камерой.
3. Объемные данные — трехмерная матрица значений. Они могут быть получены методом сейсмотомографии или интерполяцией других данных. В параграфе 3.2 предложен алгоритм рендеринга таких данных на глобусе, основанный на прямом объемном рендеринге. При этом доступны все возможности прямого объемного рендеринга: выделение изоповерхностей, назначение прозрачности и цвета в зависимости от значения параметра в ячейке.
4. Слоистые протяженные данные — геологические слои, водоносные горизонты, почвы. Для таких объектов предложенный способ с полупрозрачной поверхностью глобус применим плохо. Под полупрозрачной поверхностью будет располагаться другая поверхность, скрывающая всё остальное.
Возможные варианты решения для слоистых данных:
регулировка коэффициента полупрозрачности для каждого слоя в отдельности;
«вырез» участка данных и участка рельефа для просмотра среза слоев. Здесь необходимо разработать алгоритм динамического перемещения выреза глобуса и динамического контроля его размеров, чтобы обеспечить удобную работу с данными.
Также полезна возможность залететь под землю и просмотр подземных объектов вблизи. В случае слоистых данных перед виртуальной камерой может быть фиксирована плоскость среза, которая движется вместе с камерой.
2.4. Выводы по 2 главе
В главе рассмотрены основные способы и варианты визуализации глобуса, предложен новый способ визуализации глобуса, сделаны следующие выводы:
1. В зависимости от потребностей отрасли науки, в которой используется виртуальный глобус, рельеф можно отображать на экране по-разному: модифицировать саму геометрию (растяжение по высоте), раскрашивать с помощью палитры цветов (по высоте, по крутизне склона рельефа и т.д.), смешивать несколько текстур, модифицировать цвет текстуры (учитывать освещение, атмосферное рассеяние).
В геофизике и геологии существует необходимость просмотра подземных объектов и 3D-данных. Визуализация таких данных на глобусе — является новой задачей. Если включить полупрозрачность для поверхности глобуса, то при традиционном подходе возникает ряд графических артефактов.
2. Предлагается способ визуализации полупрозрачной поверхности глобуса, при котором эти артефакты отсутствуют. В предложенном способе рельеф отрисовывается в два прохода. При рендеринге атмосферы используется маска в буфере трафарета.
Дополнительно рассматривается случай, когда виртуальная камера находится под поверхностью рельефа. В этом случае предложенный способ также работает, но с рядом модификаций.
3. Разработанный способ визуализации позволяет просматривать и визуально анализировать подземные 3D-данные: очаги землетрясений, подземные структуры, скважины, слои и т.д. Способ позволяет просматривать данные как сверху, сквозь поверхность рельефа, так и из-под земли.
|
