CyberCity aneb virtuální město
12.8.2004, Petr Svoboda, článek
Budování digitálních trojrozměrných modelů je trendem, který se rozšířil snad do všech průmyslových oblastí, jaké si jen dovedeme představit. V tomto článku se zaměříme na to, jak lze pořídit a využít 3D model města, jaké možnosti nabízí dnešní doba a co se očekává v nedaleké budoucnosti.
K čemu bude digitální město?
Lidé už léta od počítačů vyžadují co nejrealističtější vizualizace svých představ. Zatímco ještě nedávno byly dokonalé 3D modely budov výsadou nejdražších architektonických kanceláří, dnes je vyžadují nejen zákazníci či realitní kanceláře – modely celých měst se brzy stanou podkladem pro rozhodování o územních plánech, stavebním řízení či jako vodítko pro posuzovaní rekonstrukcí z hlediska památkové péče. Nabízí se však i různá jiná využití: trojrozměrné interaktivní mapy mohou usnadnit navigaci, uplatnění se jistě najde i v oblasti cestovního ruchu nebo třeba reklamy.
Zpracovaný 3D model
(ze stránek spolenosti Geodis Brno, s.r.o.)
Nesnadné pořízení dat
Nejjednodušší modely lze vytvořit poměrně snadno – stačí vzít stávající 2D mapové podklady a doplnit je o třetí rozměr, kterým je výška budovy. Získáme tak jednoduchý kubický model. Takto primitivní tvary většině aplikací dobře neposlouží, minimálně bude třeba zaznamenat ještě střechy a jejich tvary. Ty sice lze zjednodušit na plochy trojúhelníků nebo polygonů, problémem zůstává jak data zaměřit. A nakonec nejde jen o střechy – pro kvalitní model potřebujeme téměř dokonalé tvary fasád, na ulicích se nacházejí stromy, lampy… A co teprve prvky, které se nacházejí pod zemí. Řešením jsou nejrůznější geodetické metody, od jednoduchého zaměření pomocí konvenčních prostředků až po leteckou či pozemní fotogrammetrii (pořízení dvou snímků stejného místa z různých stanovišť) nebo laserové skenování. V tomto ohledu udělala technika za poslední roky úžasný pokrok – přístroje pro laserové skenování jsou schopny pořídit mnohamilionová až miliardová mračna bodů, snímat je lze i na dálku. Při kombinaci skenerů s digitálními fotoaparáty nebo kamerami pak mohou body, kromě přesné polohy dostat i barvu, naše virtuální město tak získá realistické rysy.
Letecký laserscaning
Zpracování není jednodušší
Cesta k trojrozměrnému modelu je od pořízení základních dat ještě dlouhá. Množství bodů charakterizuje jen jejich poloha, konvenční CAD aplikace navíc nejsou schopny velká množství zpracovat. Proto je třeba použít speciální programy, které v soustavě bodů naleznou hrany a vytvoří drátěný model. To se ale zatím neobejde bez pomoci operátora. Teprve teď se můžeme pustit do zpracování v programech, jako je AutoCad nebo MicroStation. Z drátěného modelu vyplynou plochy, kterým můžeme přiřadit odpovídající textury.
Původní záznamové zařízení zachytilo body a tvary, je mu ovšem jedno, komu patří pozemek, kde se nacházejí. Trváme-li tedy na rozparcelování či důsledném rozdělení budov podle administrativního členění, máme další, práci, kterou stroje samy nezvládnou.
Přístroj pro pozemní laserscaning
Stojí to za námahu?
Vzhledem k množství problémů, náročnosti na techniku, ale hlavně lidskou práci, by se mohlo zdát, že tvorba virtuálních modelů měst nemá valný smysl. Nabízí se ale množství aplikací, kde je význam takovýchto modelů neocenitelný. Třeba představa, zdali-by podrobný model nového brněnského nádraží s okolní zástavbou nezabránil zbytečným emocionálně zabarveným gestům, jejichž výsledkem je stejně jen mrhání penězi na referenda či nákladné vysvětlovací kampaně. Anebo několik sporných staveb na území Pražské památkové rezervace – diskuze o vlivu na panorama Hradčan by byly k ničemu, kdyby bylo možné situaci přesně namodelovat. Z tohoto i dalších důvodů se můžeme v budoucnosti těšit na stále větší množství praktických aplikací digitalizace trojrozměrných objektů. Držme geodetům a urbanistům palce!
Lidé už léta od počítačů vyžadují co nejrealističtější vizualizace svých představ. Zatímco ještě nedávno byly dokonalé 3D modely budov výsadou nejdražších architektonických kanceláří, dnes je vyžadují nejen zákazníci či realitní kanceláře – modely celých měst se brzy stanou podkladem pro rozhodování o územních plánech, stavebním řízení či jako vodítko pro posuzovaní rekonstrukcí z hlediska památkové péče. Nabízí se však i různá jiná využití: trojrozměrné interaktivní mapy mohou usnadnit navigaci, uplatnění se jistě najde i v oblasti cestovního ruchu nebo třeba reklamy.
Zpracovaný 3D model
(ze stránek spolenosti Geodis Brno, s.r.o.)
Nesnadné pořízení dat
Nejjednodušší modely lze vytvořit poměrně snadno – stačí vzít stávající 2D mapové podklady a doplnit je o třetí rozměr, kterým je výška budovy. Získáme tak jednoduchý kubický model. Takto primitivní tvary většině aplikací dobře neposlouží, minimálně bude třeba zaznamenat ještě střechy a jejich tvary. Ty sice lze zjednodušit na plochy trojúhelníků nebo polygonů, problémem zůstává jak data zaměřit. A nakonec nejde jen o střechy – pro kvalitní model potřebujeme téměř dokonalé tvary fasád, na ulicích se nacházejí stromy, lampy… A co teprve prvky, které se nacházejí pod zemí. Řešením jsou nejrůznější geodetické metody, od jednoduchého zaměření pomocí konvenčních prostředků až po leteckou či pozemní fotogrammetrii (pořízení dvou snímků stejného místa z různých stanovišť) nebo laserové skenování. V tomto ohledu udělala technika za poslední roky úžasný pokrok – přístroje pro laserové skenování jsou schopny pořídit mnohamilionová až miliardová mračna bodů, snímat je lze i na dálku. Při kombinaci skenerů s digitálními fotoaparáty nebo kamerami pak mohou body, kromě přesné polohy dostat i barvu, naše virtuální město tak získá realistické rysy.
Letecký laserscaning
Zpracování není jednodušší
Cesta k trojrozměrnému modelu je od pořízení základních dat ještě dlouhá. Množství bodů charakterizuje jen jejich poloha, konvenční CAD aplikace navíc nejsou schopny velká množství zpracovat. Proto je třeba použít speciální programy, které v soustavě bodů naleznou hrany a vytvoří drátěný model. To se ale zatím neobejde bez pomoci operátora. Teprve teď se můžeme pustit do zpracování v programech, jako je AutoCad nebo MicroStation. Z drátěného modelu vyplynou plochy, kterým můžeme přiřadit odpovídající textury.
Původní záznamové zařízení zachytilo body a tvary, je mu ovšem jedno, komu patří pozemek, kde se nacházejí. Trváme-li tedy na rozparcelování či důsledném rozdělení budov podle administrativního členění, máme další, práci, kterou stroje samy nezvládnou.
Přístroj pro pozemní laserscaning
Stojí to za námahu?
Vzhledem k množství problémů, náročnosti na techniku, ale hlavně lidskou práci, by se mohlo zdát, že tvorba virtuálních modelů měst nemá valný smysl. Nabízí se ale množství aplikací, kde je význam takovýchto modelů neocenitelný. Třeba představa, zdali-by podrobný model nového brněnského nádraží s okolní zástavbou nezabránil zbytečným emocionálně zabarveným gestům, jejichž výsledkem je stejně jen mrhání penězi na referenda či nákladné vysvětlovací kampaně. Anebo několik sporných staveb na území Pražské památkové rezervace – diskuze o vlivu na panorama Hradčan by byly k ničemu, kdyby bylo možné situaci přesně namodelovat. Z tohoto i dalších důvodů se můžeme v budoucnosti těšit na stále větší množství praktických aplikací digitalizace trojrozměrných objektů. Držme geodetům a urbanistům palce!
