Modele 3D w gvSIG

W poprzednim wpisie pojawiła się informacja o wtyczce 3D do gvSIG. Wtyczka ta pozwala nie tylko na wizualizację Numerycznych Modeli Terenu ale także na wprowadzanie do wirtualnej przestrzeni trójwymiarowych modeli np budynków. Jak to działa?

  1. Pierwszy krok to przygotowanie modelu. Można do tego wykorzystać łatwy w obsłudze program Google SketchUp. Ponieważ nie jest to tutorial SketchUpa nie będę zbyt wiele czasu mu poświęcał. Program jest na prawdę intuicyjny i średnio rozgarnięty użytkownik komputera powinien poradzić sobie z nim dość szybko. Efekt końcowy powinien zostać zapisany w postaci pliku Collada. W tym celu wybieramy opcję eksportu – grafika 3D – Collada.
  2. Drugi krok to przygotowanie projektu 3D w gvSIG. Potrzebujemy do tego celu Numerycznego Modelu Terenu i ewentualnie dalszych warstw. Dla celów testowych wykorzystałem model uzyskany z CODGiK z nałożoną ortofotomapą.
  3. Klikamy na panelu głównego okna programu na ikonę „Create new OSG layer”. W oknie dialogowym musimy podać lokalizację dla pliku nowo tworzonej warstwy.
  4. Na panelu bocznym, na drzewku warstw klikamy na nowo utworzoną warstwę prawym klawiszem myszy i wybieramy opcję „Enable 3d objects edition”.
  5. Na panelu głównego okna klikamy ikonę „Import”. W oknie dialogowym wybieramy położenie pliku, ustawiając odczyt plików .dae (czyli Collada). Klikamy też na mapę w miejscu, w którym chcmy aby znalazł się importowany obiekt.
  6. Wybieramy narzędzie zaznaczania i klikamy na zaimportowany obiekt. Pojawi się pomocnicza ramka z uchwytami, która pozwoli na zmianę rozmiaru modelu i umożliwi przesuwanie. Na panelu głównym pojawią się inne opcje (w tym obracanie obiektu). Przesuwanie i powiększanie obrazu dokonuje się z wciśniętym klawiszem Ctrl (lewy klawisz myszy – przesuwanie, prawy – powiększanie/pomniejszanie). Po zakończeniu edycji w menu warstwy wybieramy opcję „Disable 3D objects edition”. Na koniec musimy zapisać nasz projekt.

Przygotowałem filmik pokazujący krok po kroku konieczne działania i efekt końcowy:

Rekonstrukcja zamku w Sątocznie

Pisałem już o zastosowaniu Google SketchUp w wizualizacji i rekonstrukcji struktur odsłanianych w trakcie badań archeologicznych. Podawałem przykłady prostych wizualizacji. Oto kolejny.

Zamek w Sątocznie był badany przez wiele lat (1993-1995) przez J. Wysockiego, ówczesnego konserwatora archeologicznego w Olsztynie. Skupiły się one głównie na rozpoznaniu drewniano – ziemnej warowni (zapewne typu motte) położonej nieopodal późniejszego zamku. Dopiero jednak podjęte, później, w latach 2001-2002 badania podjęte przez Instytut Archeologii Uniwersytetu Łódzkiego, pod kierownictwem L. Kajzera pozwoliły na rekonstrukcję założenia. Pierwsze wzmianki o”castrum Lunenburg” pochodzą z 1326 i odnoszą się do owej drewniano – ziemnej siedziby. Wkrótce później wzniesiono rozleglejsze założenie, które było siedzibą Waldmeistra krzyżackiego (leśniczego). W 1343 r. ulokowano w Sątocznie siedzibę komtura. Jednak już wkrótce, w latach 1346 i 1347 miały miejsce litewskie rejzy w trakcie których zniszczeniu uległo „suburbium cum ecclesia” – przedmieście i kościół w Sątocznie, a sam zamek był oblegany. Komturstwo zlikwidowano i przeniesiono do Bałgi (gdzie już wcześniej znajdowała się siedziba komtura). W czasie wojny trzynastoletniej zamek otrzymał w dziedziczne posiadanie od wielkiego mistrza Henryka Reuss von Plauen rycerz Albrecht Vogt von Ammerthal ze Szwabii. W końcu XV w. drogą rodzinnych koligacji i spadku zamek stał się własnością rodziny Eulenburgów, w których rękach pozostał aż do początków XVII w. Wówczas to Eulenburgowie przenieśli swoją siedzibę do pobliskiej Prosny.

W trakcie badań rozpoznano murowany budynek – główny dom zamkowy, położony na niewielkim (później częściowo zniwelowanym) wyniesieniu i odgrodzony okresowo zalewaną wodą, zabagnioną fosą od podzamcza, założonego na dość regularnym planie prostokąta, z”wyłamanym” narożnikiem północno -wschodnim. Samo podzamcze także otoczone było fosą i dwoma liniami palisady. Na jego obszarze zarejestrowano kilka poziomów drewnianych i szachulcowych budynków. A oto plan założenia (niebieskim kolorem zaznaczono fosy):

satoczno-plan.jpg

Rekonstrukcja całości założenia zamkowego (położenie części budynków drewnianych zupełnie hipotetyczne):

satoczno2.png

Plan wykopu V z reliktami fosy i palisad. Daty uzyskane na podstawie badań dendrochronologicznych:

fosa.jpg

Przekrój (profil ziemny) wykopu, z reliktami fosy i palisad i rekonstrukcja:

fosa1.jpg

Rekonstrukcja palisady:

fosa2.jpg

Czy taki widok zatrzymał Litwinów w 1347 roku?

fosa3.jpg

Google SketchUp

Jeśli jeszcze nie znacie tego programiku, to powinniście poznać go natychmiast. Google rozpowszechnia ograniczoną wersję SketchUp zupełnie za darmochę. Program pozwala na wizualizację trójwymiarową brył. Opracowano go z myślą o architektach i urbanistach, ale może być używany przez wszystkich fanów trójwymiarowej wizualizacji, którzy nie mają czasu i pieniędzy na opanowanie bardziej złożonych programów do grafiki 3D, jak 3D Max lub Blender (ten drugi jest darmowy, open source), nie mają też ochoty na wizualizowanie za pomocą narzędzi z programów CAD. W Google SketchUp można uzyskać trzy wymiary w sposób lekki, łatwy i przyjemny.

Oczywiście programik mogą wykorzystać archeolodzy do wykonywania trójwymiarowych wizualizacji odkrywanych obiektów. Oczywiście wykonane w ten sposób wizualizacje nie będą tak doskonałe, jak te, przygotowywane przez profesjonalnych grafików (takie jak te). Ale w wielu przypadkach wystarczą do tego by zobrazować pewne zagadnienia i zainteresować problemem nieprofesjonalistów.

Przykład – późnośredniowieczna/wczesnonowożytna piwnica odsłonięta w trakcie badań archeologicznych w Drohiczynie w 2006 r.

Najpierw zdjęcie fragmentu budynku (nie jedynego odsłoniętego w trakcie badań):

pk4.jpg

I jego trójwymiarowa rekonstrukcja:

drohiczyn1.png

drohiczyn4.png

Jak widać efekty są całkiem sympatyczne.

Oczywiście uzyskane w SketchUp rysunki można sprowadzi do dwuwymiarowych obrazów rastrowych (JPG lub PNG), a te rysunki możemy dalej obrabiać w programach graficznych (Photoshop lub Gimp lub programy malarskie, takie jak np. darmowy Artweaver). Efektem tego mogą być takie na przykład rekonstrukcje wczesnośredniowiecznych budynków:

chata3a.png

chata-ost.png

Oczywiście program rewelacyjnie nadaje się też do rekonstruowania obiektów murowanych. Poniżej mocno hipotetyczna próba rekonstrukcji tzw. opactwa Panny Marii w Tumie. Odmiennie niż interpretowali to badacze, którzy obiekt odkryli w latach 50. XX i widzieli w nim połączenie budynków claustrum z oratorium – kaplicą, zdecydowałem się na rekonstrukcję budynku jako jednonawowego kościoła:

tum.jpg

Program działa pod Windowsami i MacOSX. Po Linuksami można spróbować emulowania programu z użyciem Wine. Kiedy ostatnio sprawdzałem emulacja nie działała najlepiej. Interfejs programu wyświetlał się niewłaściwie – ikonki miały tendencję do stawania się niewidzialnymi. Pod nowszymi wersjami Wine nie próbowałem, ale być może taki test pojawi się niedługo.

I tyle na razie.