Тикунов В. С. Геоинформатика. Анимация и картографические способы изображения. Анимация поверхностей.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Анимация и картографические способы изображения. Несомненно, широкое распространение различных методов использования анимации приведет к некоторому пересмотру классификации картографических способов изображения, добавив к ним ряд других способов.
Как известно, при создании всех условных знаков картограф оперирует графическими переменными. В классической картографии к таковым относятся: форма, размер, цвет, светлота, внутренняя структура и ориентация знака. Картографические анимации добавили к этому ряду еще несколько переменных.
Приведем эти переменные совокупно с примерами гипотетических двухмерных карт (не являются картами динамики!), использующих анимационные эффекты в качестве условных обозначений.

Анимация формы (условный знак может менять свою форму, причем смена формы может идти по-разному в зависимости от семантического значения знака). Пример: демографическая карта городов, на которой уровень рождаемости показан в виде условного знака — кружка, при этом рождаемость тем выше, чем больше разность между начальным и конечным размерами кружка, скорость увеличения каждого кружка пропорциональна среднему числу родившихся детей на 100 матерей. Анимации циклически повторяются.

Анимация цвета (условный знак меняет исходный цвет на другие цвета, скорость и тип смены цвета характеризуют интенсивность картографируемого процесса). Пример: электоральная карта городов, показанных условным знаком — белым кругом. Размер круга пропорционален численности жителей. Электоральные предпочтения большинства показаны переходом от белого цвета к условному цвету, ассоциированному с тем или иным кандидатом, скорость смены цвета пропорциональна перевесу на выборах. Анимации циклически повторяются.

Анимация размера (условный знак меняет размер, смена размера зависит от семантики). Пример: карта населенных пунктов. Населенные пункты показаны условным кругом диаметром D. Миграция населения представлена циклической медленной сменой размера знаков (временной период смены — Т), причем диаметр знака меняется пропорционально количеству мигрантов за год. Поселки вахтового типа с сезонным заселением показываются также циклической сменой знака (период смены — Т/6), пропорциональной численности вахты.

Анимация внутренней структуры знака (внутри знака происходит смена текстуры или рисунка знака). Пример: карта населенных пунктов, показанных геометрическими условными знаками различной формы в зависимости от типа поселения — городское или сельское. С помощью различного цвета отражен национальный состав, при этом текстура передает половозрастной состав, анимация текстуры — изменения в структуре половозрастного состава, имевшие место за период.

Анимация положения знака. С помощью характера движения знака Можно представить дополнительную информацию об объекте. Анимация положения возможна в двух видах.
Первый вид — движение значка по полю карты, показывающее Фактическое перемещение объектов в пространстве. Пример: карта преобладающего направления течений в море. Направление движения водных масс показано движущимися стрелками.
Второй вид анимации положения знака — знак передвигается но движение знака не связано с его перемещением в пространстве' Пример: карта мира, на которой в центре каждой страны стоит одинаковый условный знак (например, круг); при достижении страной определенного уровня эмиграции за год знак начинает совершать «биения» из стороны в сторону, оставаясь в конечном итоге на одном месте, причем амплитуда биений пропорциональна дальности миграции.
Анимация ориентации знака является частным случаем применения анимации формы знака и потому не была выделена в отдельную динамическую переменную.

Анимация поверхностей. В географии часто возникает необходимость анализа ряда поверхностей. Это может быть, например, ЦМР одной и той же территории в различные эпохи; поле атмосферного давления; поверхность, построенная по псевдоизолиниям лесистости местности.
Анализ разновременных состояний поверхности и выявление динамики развития поверхности путем визуальных наблюдений и классической картометрии практически невозможен. Для проведения подобных исследований необходимо использование специализированного математического аппарата. Применение математических методов само по себе затруднительно, да и не слишком наглядно. Зачастую, особенно если необходимо лишь уяснить суть происходящих изменений и их скорость, можно упростить данную задачу путем использования трехмерной анимации поверхности.
Допустим, известны N состояний поверхности за период Т. На каждый ключевой момент времени, на который мы обладаем информацией о состоянии поверхности, проводится построение регулярной модели поверхности (GRID) (использование нерегулярной триангуляционной модели данных (TIN) затруднительно по программным и техническим причинам).
Далее каждая из N моделей подгружается в специализированное ПО (например, 3D-Studio MAX), где задается ее временная принадлежность (например, i -я поверхность существовала в k-й момент времени) — временные промежутки между состояниями поверхности могут быть неодинаковыми, задается общее количество кадров в анимации и скорость смены кадров. После этого компьютер автоматически просчитывает промежуточные кадры (между ключевыми), составляя из них единый анимационный фильм. Процесс интерполяции состояний поверхности для каждого момента времени по ключевым состояниям называется морфингом (Morphing).
При необходимости (для повышения наглядности и информативности анимации) поверхность может быть текстурирована или «драпирована» (если поверхностью является рельеф местности, то ее можно обтянуть текстурой космических снимков), в нее могут быть добавлены какие-либо прочие объекты (например, населенные пункты). В процессе анимации поверхности можно произвести ее облет либо создать ряд анимаций одной поверхности, сделанных с разных точек обзора.
Использование подобного подхода позволяет чрезвычайно наглядно и эффектно продемонстрировать основные тенденции развития поверхности во времени и провести визуальную оценку этих изменений.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу