Świat jak żywy

Technologia 3D wdziera się do naszego życia na wiele sposobów: na dobre zagościła już w kinach, a w postaci gier i aplikacji rzeczywistości wirtualnej (VR) – również na ekranach smartfonów i komputerów. Coraz śmielej sięgamy po zdobycze druku 3D, a korzystanie z realistycznych map samochodowej nawigacji jest już standardem. Jednak dziedziną, w której technologia ta robi w tej chwili zawrotną karierę, jest modelowanie 3D geoprzestrzeni. Nic w tym dziwnego – dwuwymiarowy sposób prezentacji informacji wywodzący się z kartografii jest dla nas dużo mniej przyjazny niż modele trójwymiarowe, które wiernie odzwierciedlają ludzką percepcję rzeczywistości. To zjawisko nieuniknione: klasyczne mapy miast powoli odchodzą do lamusa, zastępowane przez dużo bardziej atrakcyjne wizualnie trójwymiarowe modele.

W pościgu za trzecim wymiarem

Możliwość poznania obszaru Ziemi, zanim jeszcze postawimy na nim swoje stopy, przemierzanie tysięcy kilometrów kliknięciem myszki – to marzenia każdego zapobiegliwego (lub leniwego) podróżnika. Tę ludzką potrzebę penetracji przestrzeni, choćby tylko na ekranie komputera, najwięksi informatyczni gracze dostrzegli już ponad dekadę temu. Pionierami w dziedzinie przedstawiania świata za pomocą trzech wymiarów byli: Google, Microsoft oraz NASA. Potentat z Mountain View już w 2005 r. wystartował z aplikacją Google Earth, prezentującą na trójwymiarowym modelu kuli ziemskiej zdjęcia satelitarne i lotnicze oraz fotopanoramy zrobione z poziomu ulicy. Gigant z Redmond uruchomił platformę Virtual Earth 3D, pozwalającą spojrzeć np. na Plac Poczdamski w Berlinie z trójwymiarowej perspektywy, zaś Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej Stanów Zjednoczonych opracowała w swoich laboratoriach oparty na otwartym kodzie program WorldWind. Obecnie trwa wyścig pomiędzy Google’em i Microsoftem – firmy co rusz wzbogacają swoje platformy o dodatkowe wtyczki, mapy, modele i usługi, a internauci na specjalistycznych forach z entuzjazmem witają nowe modele 3D miast i oceniają ich jakość.

Drony skanują miasto

Choć ostatnio wiele się w technologii modelowania zmieniło – nie jest już tak droga i czasochłonna jak jeszcze na początku naszego wieku, kiedy przetwarzanie danych realizowane na specjalistycznych stacjach roboczych było bardzo złożone – wciąż jest to technika, która stawia przed swoimi amatorami duże wyzwania. Wykorzystane technologie muszą zapewniać zarówno płynność ruchu, jak i szybkość inteligentnego renderingu modeli 3D w środowiskach webowych, a także na urządzeniach przenośnych. Nie jest też łatwo pozyskać dobrej jakości dane przestrzenne, a to właśnie one, można powiedzieć, robią całą robotę. Muszą to być informacje źródłowe nie tylko o dużej dokładności, ale przede wszystkim aktualne. Współczesne miasto to twór ciągle przeobrażający się – leciwe budynki są burzone, a w ich miejscu wyrastają nowe, rozrastają się przedmieścia i kurczą tereny zielone – a trójwymiarowy model 3D, aby mógł być wiarygodnym źródłem informacji, musi nadążać za tymi dynamicznymi zmianami.

Niezwykle dokładna metoda pozyskiwania danych źródłowych (oddających rzeczywistość z dokładnością do 0,2 metra), korzystająca z chmury punktów ze współrzędnymi XYZ, pochodzącej ze skaningu laserowego LiDAR, jeszcze do niedawna była koszmarnie droga i przez to niemal nieosiągalna – wymagała bowiem organizowania przelotów samolotem lub śmigłowcem. Pojawienie się dronów diametralnie zmieniło ten stan rzeczy – precyzyjne lasery skanujące (czy też kamery cyfrowe pozwalające zbierać tysiące zdjęć podczas jednego lotu) mogą być dziś wynoszone nad miasto na pokładach zdalnie sterowanych statków powietrznych. Dzięki temu pomiary terenu z powietrza stały się łatwiej dostępne i tańsze od tradycyjnych operacji fotolotniczych.