3DCARTO: GESTIONE DEL MONDO VIRTUALE IN 3D
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- Gabriele Giuseppe Ferrero
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1 3DCARTO: GESTIONE DEL MONDO VIRTUALE IN 3D La base di partenza per la creazione del mondo virtuale è l aerofotogrammetria e/o I rilievi fotografici con scansioni laser. Il prodotto così ottenuto, è lo strumento ideale per la rappresentazione realistica della morfologia del terreno indispensabile per valutare a priori operazioni di protezione civile, di soccorso o di sicurezza, per rappresentare zone montane, per studiare l impatto ambientale o per analizzare i piani regolatori. In queste immagini si può notare come sia realistica la rappresentazione del territorio, tenendo presente che l elaborazione effettuata è partita da fotografie in 2D. L elaborazione consente (utilizzando il Digital Terrain Model fornito con le ortofoto) di georeferenziare ogni pixel in modo da poter effettuare qualsiasi proiezione e qualsiasi calcolo relativo alla posizione (posizione dell osservatore, distanza tra due punti, altitudine, ecc.). 1
2 Tramite il nostro prodotto 3DCarto, è possibile effettuare qualsiasi analisi e simulazione sviluppando, su situazioni ipotetiche, come soluzioni alternative, diversi modelli che possono essere esaminati da altri Enti fino ad ottenere la soluzione migliore per quel tipo di evento. E anche un ottimale strumento di briefing in quanto non solo consente di simulare ed analizzare situazioni, ma consente altresì di rivedere e studiare lo svolgimento di situazioni passate. Il prodotto 3DCarto si dimostra estremamente utile in una grande varietà di sistemi, come: Sistemi che richiedono la realtà virtuale, per attività di training e per simulare piani di intervento a fronte di eventi catastrofici Centrali Operative di Comando e di Controllo, come Pompieri, Polizia, 118, Protezione Civile, Carabinieri, ecc. Sistemi di Gestione Flotte: mezzi mobili e/o truppe o singoli individui possono essere localizzati, evidenziati su cartografia 3D ed i loro movimenti possonno essere seguiti in tempo reale 2
3 Sistemi per simulare l impatto ambientale Sistemi che devono rappresentare zone di importanza strategica (basi militari, caserme, carceri, sedi politiche, obiettivi sensibili, ecc.), al fine di poter prevenire o reagire in modo ottimale di fronte ad eventi che possono minare la sicurezza interna (attacchi terroristici). Tutti questi obiettivi possono essere costruiti ad hoc oppure direttamente importati da un comune CAD 3D ed inseriti nel modello virtuale 3D della zona di interesse. Ancora ma non ultimi, sistemi per rappresentare nel mondo 3D i dati provenienti da scansioni laser sia terrestre che aereo, per valutare eventi disastrosi quali terremoti, attività vulcanica, cambiamenti climatici, ecc. 3
4 N E Alcune caratteristiche sono di grande importanza ed utilità e quindi vengono evidenziate di seguito. Generazione automatica delle volumetrie dell edificato Generazione automatica della rappresentazione tridimensionale delle volumetrie degli edifici nei centri abitati, a partire da dati vettoriali. Verranno forniti al referente dati vettoriali poligonali rappresentanti i perimetri degli edifici e le relative quote di gronda e del terreno. Il dato di partenza sarà costituito da file in formato SHP poligonale: - il file.shp contiene la rappresentazione vettoriale dei perimetri degli edifici il file.dbf associato indica la quota al suolo, la quota di gronda e l altezza di ciascun edificio Il dato poligonale potrà essere filtrato per eliminare punti duplicati, allineati o quasi allineati. Il modello tridimensionale dell edificato sarà realizzato come semplice estrusione lungo la verticale del dato poligonale. La texturizzazione sarà effettuata applicando sul modello il dato ortofotografico con mappatura planare. La rappresentazione dell edificato dovrà considerarsi caratteristica aggiuntiva del livello a massima definizione, per tanto dovrà adottare lo stesso tipo di frammentazione utilizzata per il livello 1. 4
5 Modelli fotorealistici Vengono importati e georeferenziati modelli tridimensionali fotorealistici di costruzioni o aree di interesse, generati manualmente con CAD tridimensionali commerciali. Lo strumento di importazione accetta modelli costituiti da mesh triangolari in formato DirectX ai quali è possibile associare fino a 16 texture con canale alpha di dimensione media pari a 256x256 pixel. Il visualizzatore è in grado di mostrare almeno un singolo modello fotorealistico formato da 2500 poligoni posato sopra il modello del terreno senza eccessive perdite di prestazioni. Si possono esportare parti di mappa in formati gestibili da CAD tridimensionali (almeno in formato DirectX) in modo da poter modificare manualmente il territorio, per rappresentare nel modo più realistico grandi opere come strade, gallerie, ponti, dighe. I modelli così creati andranno poi nuovamente importati nella mappa per sostituire i modelli originali. Vegetazione Viene resa disponibile una libreria di modelli tridimensionali semplici rappresentanti diversi tipi di alberi e arbusti. Ciascun modello di vegetale può essere realizzato in tre differenti versioni: - un modello realistico ottimizzato per il rendering real-time, con un numero massimo di 150 poligoni - un modello a bassa definizione - una versione che consenta di rappresentare la pianta utilizzando la tecnica del billboard, ovvero un solo poligono per la vista laterale e un poligono per la vista dall alto. 5
6 Le prime due versioni del modello utilizzano la stessa texture, mentre per la versione billboard è ammesso l uso di una texture dedicata. Vista la natura dei soggetti da rappresentare le texture dovranno contenere anche il canale alpha. Le mappe di vegetazione possono essere create e modificate per mezzo di particolari strunenti. Tali strumenti consentono di posizionare manualmente sul modello del terreno singole istanze dei modelli di vegetali disponibili nella libreria. Il visualizzatore è in grado di mostrare sulla mappa un numero minimo di 250 vegetali costituiti mediamente da 10 poligoni ciascuno senza sensibili perdite di prestazioni. Effetti particellari Gli effetti particellari sono utili per la simulazione dinamica di fenomeni meteorologici o per la rappresentazione statica di misure ambientali costituite da nuvole di punti. Il visualizzatore prevede la possibilità di attivare diversi fenomeni meteorologici predefiniti, in particolare precipitazioni quali neve e pioggia a diversi gradi di intensità. Si possono quindi importare nella mappa nuvole di punti in formato CSV o XYZ (elenco di coordinate UTM o sessagesimali in formato ASCII). Il visualizzatore è in grado di sostenere la rappresentazione di 5000 punti senza sensibili perdite di prestazioni. Aerial photos copyrigth by CGR Parma - Italy Il prodotto 3DCARTO è composto da moduli software che devono essere utilizzati in modo correlato per realizzare i progetti di creazione di mondi virtuali 3D. 6
7 La sequenza tipica di realizzazione di un sistema cartografico 3D che, oltre alle funzionalità di navigazione e visualizzazione del territorio, consenta la visualizzazione di particolari antropici, è illustrata nei punti seguenti. Modulo software Moduli per il controllo di produzione, per la generazione delle volumetrie, per la creazione dei modelli 3D derivati da tin, per la creazione dei modelli edificati da shape con quote di gronda e/o base Modulo per l'implementazione protocollo DIS per la visualizzazione nel mondo sintetico di entità animate Moduli per la realizzazione degli ambienti sintetici, importazione dei modelli 3d e dei relativi stati e movimenti Moduli Activex per la visualizzazione di modelli fotorealistici, la visualizzazione di particolari relativi alla vegetazione, la visualizzazione di effetti particellari, l importazione file matrice di visualizzazione, la visualizzazione di edificati originariamente forniti in shape file Implementazione software per l esportazione dei dati TIN dell area a maggiore risoluzione in formato dem per il simulatore di scenario Attività Training di base sull uso del sistema Acquisizione del materiale cartografico, fotografico, digitale Realizzazione di dettaglio tin del mondo virtuale su base dem 1 Implementazione protocollo UDP Sviluppo del modello 3D del mondo virtuale Totale fruibilità del mondo virtuale generato 7
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