 |
Глава 3.Свойства и виды виртуальных геоизображений
|
|
|
|
Как и любое другое картографическое произведение, виртуальные геоизображения обладают рядом модельных свойств. Большинство из этих свойств взяты из традиционной картографии. К ним можно отнести:
· Пространственно-временное подобие;
· Содержательное соответствие;
· Абстрактность;
· Избирательность и синтетичность;
· Наличие масштаба и метричность;
· Наглядность;
· Обзорность;
· Однозначность и непрерывность.
Кроме этого виртуальные изображения обладают и рядом других характерных черт, среди которых наиболее важны следующие.
· Реалистичность, а именно трехмерность и перспективность изображения, хорошая передача пластики рельефа местности, естественной структуры ландшафта, натурального цветового оформления и освещения;
· Программная управляемость – изменение параметров и внешнего вида модели в интерактивном режиме с помощью меню и команд, выбираемых пользователем;
· Анимационность (динамичность) – движение или изменение всего изображения в целом, отдельных его элементов или точек обзора в автоматическом или интерактивном режиме;
· Обновляемость – внесение новых данных, воррекция, модификация, осуществляемые в оперативном режиме, в том числе в реальном масштабе времени;
· Многомасштабность и мультиуровенная генерализация – переход с одного масштаба на другой за счет изменения уровня детальности и текстуры изображения;
· Многотемность – изменение тематического содержания модели путем замены или комбинации картографических и фотографических слоев;
· Мультимедийность – сочетание трехмерного изображения с полоской картой или снимком, профилями, разрезами, фотографиями, звуковым сопровождением, что обеспечивает высокую информативность виртуальных геоизображений.
|
|
|
Также, говоря о свойствах виртуальных моделей, важно отметить и такой немаловажный фактор, как притягательность их новизны. Они становятся популярными благодаря своей порожающей необычности и склонности человека к новым изображениям. Возможно в будущем, по мере того как виртуальные геоизображения войдут в привычный научный и практический обиход, пользователи увидят их недостатки и ограничения и, как обычно, придут к выводу о том, что их следует использовать «вместе» с традиционными картами.
Сегодня можно встретить мнение, что с развитием виртуальных геоизображений и отказ от привычных условных знаков может означать конец картографии. Однако этого не произойдет. Картография вместо потери своих позиций только обогащалась новыми знаниями, развивала отдельные свои отрасли, приобретала новые сферы применения. Это наблюдалось вследствие бурной математизации, компьютеризации, внедрения дистанционного зондирования, геоинформационных систем, телекоммуникационных сетей.
Сейчас для многих пользователей виртуальные геоизображения выступают в качестве красочных пейзажей, панорам, картинок. Это зависит от роли наглядности в модели: чем больше наглядность, тем меньше знаковость и наоборот. Некоторые условные обозначения могут быть намного ярче, чем на обычных картах. Например, виртуальная геологическая карта «пестрит» из-за яркой окраски, что усложняет ее понимание.
Дизайн виртуальных геоизображений – не изученная сфера в картографии и геоиконике. При создании дизайна важно понимать психологию зрительного восприятия, т.к. одни объекты с легкостью может быть поняты пользователям, однако другие представить значительнее труднее.
Любое виртуальное геоизображение можно представить как совокупность ряда переменных. Во-первых, это ряд графических и аудио переменных. При этом надо иметь в виду, что «виртуальный дизайн» основан на синтезе графических средств, используемых для создания:
|
|
|
· плоских карт,
· объемных моделей,
· фотоизображений,
· электронных анимаций,
· внешних эффектов окружающей среды,
· звуковых эффектов.
Картографические переменные – это известные элементарные графические средства, используемые для построения отдельных знаков и знаковых систем. Это форма, размер, ориентировка, цвет, насыщенность и внутренняя структура знака.
К объемным эффектам относятся ракурс, перспектива, пластичность и распределение теней. А использование фотоизображения привносит в виртуальную картину такие графические (оптические) переменные, как яркость, текстура (зернистость, полосчатость и т.п.), контраст, цвет, тон и светотень.
Но, пожалуй, самое эффектное средство формирования виртуальных геоизображений - это динамические графические переменные. Они наиболее разнообразны арсеналом. Среди них исследователи называют длительность (продолжительность) и изменение формы знаков, масштабирование, панорамирование и изменение ракурса изображения, дефилирование цвета, а также «фазу» или «ритмические повторы некоторых событий». Н.Л. Беручашвили удачно назвал это «миганием» знаков.
К наиболее эффектным динамическим графическим переменным, с помощью которых реализуется постепенный переход от одного объекта (или состояния) к другому, относятся также перемещение знаков (объектов, меток), движение стрелок, указывающих направления этих перемещений, потоки, миграции и т.п. Очень выразительный прием – дефилирование цвета, то есть постепенное его изменение или пульсация, вибрирование окраски (например, при показе распространения ареалов опасных явлений), а также мигание знаков, привлекающее внимание к какому-либо важному объекту, например, к источнику повышенной напряженности.
Суммируя опыт применения динамических переменных для визуализации виртуальных геоизображений, можно сказать, что они решают следующие задачи:
· отображение временных изменений всей модели или отдельных объектов на ней;
· показ движения реальных объектов (облаков, автомобилей) для усиления иллюзии реальности;
|
|
|
· привлечение внимания читателя (пользователя) к какому-либопримечательному объекту или к опасному явлению;
· показ объекта или всей вирутальной модели в разных перспективахи под разными ракурсами.
При создании виртуальных геоизображений применяют специфический набор графических эффектов для моделирования внешней среды. К ним относятся освещенность или затененность местности в целом и отдельных ее участков, эффекты тумана, дождя, снегопада и т.п., а также состояние земных покровов (травяной, снежный покров и др.). Совмещение дизайна объекта и внешней среды представляет собой сложную задачу. Нелегко, например, спроектировать гипсометрическую шкалу, но виртуальные модели предполагают еще и изменение этой шкалы в условиях дымки, тумана, при весеннем солнечном освещен и или наличии снежного покрова. Наконец, к аудиопеременным относится звучание речи (чтение текстовых пояснений, подсказок) и музыкальное сопровождение (например, исполнение мелодии, создающей весеннее настроение, гимна страны и т.п.). Для усиления эффекта реалистичности применяют аудиоклипы с записями грохота извергающегося вулкана, движения поездов, рычания диких животных, пения птиц. Впечатление приближающейся опасности (например, нарастание риска схода лавины) может создать усиление «беспокоящего» шума вместе с появлением красноватых (алармистских) тонов и «тревожным» миганием знаков.
Дизайн виртуальных моделей является сегодня особой областью, которая однако не получила достаточного рассмотрения. По данному вопросу существуют две точки зрения. Первая рассматривает вопрос с позиции того, что оформление картографического изображения теряет свою связь с самой картографией, постепенно переходя в дизайн виртуальных пространств. Вторая же говорит о расширении картографического дизайна за счет новых идей и мыслей, которые появились с развитием компьютерных технологий.
Из-за возможности отображения как реальных, так и абстрактных изображений все геоизображения можно разделить на две группы: геоизображения виртуальной реальности и виртуальной абстракции.
|
|
|
При моделировании виртуальной реальности важно максимально похоже отобразить реальную местность, которую пользователь мог лично наблюдать или видеть на фотографиях, знать по литературным источникам. Когда же требуется отобразить реальные объекты, которые никто никогда не видел, используются традиционные в картографии принципы актуализма и опыт палеогеографических реконструкций.
При создании виртуальной абстракции возникают иные проблемы. Важны становится передача естественности, реализма и выразительности абстрактным объектам и процессам, а главное – максимально наглядно передать пространственные связи и взаимные отношения. Причем в одних случаях требуется передать абстрактные явления, размещенные в реальном географическом пространстве и в реальном времени, а в другом – в абстрактном признаковом пространстве.
Виртуальные изображения не ограничиваются визуализацией движения во времени, они способны передать и перемещения в пространстве, точнее – в тематическом признаковом пространстве. Можно, например, поставить задачу движения вглубь, от изображения рельефа дневной поверхности к изображению палеорельефа и далее – к геологической структуре, тектоническому строении и т.д (рис 3-1). Можно предвидеть и создание виртуальных монтажей, совмещающих несколько взаимосвязанных сюжетов, скажем, показ динамики демографических показателей на фоне изменения экологической ситуации на данной территории.
Рисунок 3‑1 Виртуальное моделирование [5]
Еще одним видом виртуального геоизображения является виртуальные глобусы (рис. 3-2). Методика создания виртуальных глобусов позволяет сделать наглядные шарообразные картографические модели планет еще более наглядными и удобными. Глобусы существуют более пяти веков, чрезвычайно просты в использовании, а главное – не имеют искажений, благодаря чему служат незаменимым учебным пособием. Но, в связи с размерами, глобусы обычно мелкомасштабные (от 1:30000000 до 1:80000000).
Виртуальные глобусы снимают многие ограничения. Во-первых, они более удобны для перемещения. Во-вторых, современные геоинформационные технологии позволяют мгновенно переходить от одной тематики глобуса к другой, добавлять новые данные. Использование специальных стерео-очков, применяемых в цифровой фотограмметрии, позволяет видеть на экране объемные вращающиеся стереоскопические гиперглобусы.
Рисунок 3‑2 Виртуальнй глобус [6]
Особенно важна роль виртуальных геоизображений в обучении. К главным достоинствам геомоделей как обучающего устройства можно отнести:
|
|
|
· полная иллюзия полевого наблюдения и непосредственного доступа к объектам
· развитие навыков зрительного восприятия и глазомерных оценок пространственных образов от небольших участков местности до всей планеты в целом
· возможность картометрирования (определения абсолютных и относительных высот, расстояний и длин, площадей, углов наклона)
· возможность активного обучения и самообучения
· высокий уровень интерактивности, наличие обратной связи в системе «учащийся - геоизображение» и развитие коммуникативных навыков.
Дальнейшее использование виртуальных геоизображений требует изучения психологических особенностей их восприятия. В частности, необходимо исследование для выявления эффективности сочетания различных масштабов, применения различных цветовых шкал, фонов, равномерности освещения. Важно оценить скорость анимации, высоту полета над местностью, геометрические искажения, различимость деталей, сочетание условных знаков с «реалистичным» виртуальным изображением.
|
|
|
