Handleiding 3D-visualisaties met ArcGis (ArcScene)
Beschrijving van de uit te voeren stappen bij het maken van de weginfrastructuur in de betreffende omgeving met behulp van ArcScene
0
Rijkswaterstaat
Handleiding 3Dvisualisatie met ArcGis (ArcScene) Beschrijving van de uit te voeren stappen bij het maken van een inpassing van de weginfrastructuur in de betreffende omgeving met behulp van ArcScene
5 juli2005
........................................................................................
Colofon Uitgegeven door: Bouwdienst Rijkswaterstaat
Informatie: Telefoon: Fax:
H. van de Logt 055-5776232 055-5776299
Uitgevoerd door:
H. van de Logt
Ondersteuning:
Nieuwland, Carlo van Kempen
Opmaak: Datum:
5 juli 2005
Status:
definitief
Versienummer:
4
2
Inhoudsopgave ........................................................................................
1.
Inleiding
5
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Algemeen De handleiding Doelgroep Onderzoeksopzet Uitgangspunten
5 5 5 5 6
2.
Animaties en Visualisaties m.b.v. GIS
7
2.1 2.1.1. 2.1.2. 2.2 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.2.5. 2.2.6. 2.2.7. a) b) c) d) 2.3
Inleiding Animaties en visualisaties in ArcInfo Workstation Animaties en visualisaties in ArcView 3.x Animaties en visualisaties in ArcScene Gebruik van een hoogtebestand Verbeteren visuele kwaliteit luchtfoto’s Toekennen hoogte-informatie aan luchtfoto’s Toekennen hoogte-informatie aan CAD-bestanden Toekennen hoogte-informatie aan huizenbestand Hoogte-informatie toekennen aan waterbestand Extra Tools ArcScene Building Tool Scene Fog and Haze Scene Backdrop Plant tree tool Afsluitende opmerkingen
7 7 7 9 10 12 13 14 15 16 18 18 18 19 19 21
3.
Voorbeelden van animaties in ArcScene
22
3.1 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4.
Inleiding Fly-over met gebruikmaking vastgelegde vliegroute Fly-over met eigen vliegroute en -snelheid Fly-over d.m.v. Keyframes en Zoom-in actie Group Animation
22 22 23 24 26
Bronnen
3
28
Lijst met figuren ................................................................................ Fig. 1 FlyBy Animation Builder in ArcView3.x 7 Fig. 2 Visualisatie in ArcView 3D Analyst 8 Fig. 3 Animation Toolbar in ArcScene 8 Fig. 4 Aanmaken Bookmarks 9 Fig. 5 Luchtfoto gekoppeld aan Tophoogte 10 Fig. 6 Luchfoto gekoppeld aan AHN 11 Fig. 7 Scene Properties 12 Fig. 8 Toekennen hoogte-informatie aan luchtfoto 13 Fig. 9 Luchtfoto gecombineerd met hoogte-informatie van AHN-grid en AHN-tin 13 Fig. 10 Origineel Cad-bestand 14 Fig. 11 Cad-bestand met hoogte-informatie en luchtfoto 14 Fig. 12 Instellen random hoogte bebouwing 15 Fig. 13 Resultaat random extrusion bebouwing 15 Fig. 14 3D Weergave watervlak gekoppeld aan TIN 16 Fig. 15 Instellingen voor toekennen hoogte-informatie aan waterbestand 16 Fig. 16 3D weergave wateroppervlak m.b.v. hard line 17 Fig. 17 Toegevoegde textures aan bebouwing 18 Fig. 18 3D Scene met gebruikmaking mogelijkheden tool Scene Fog and Haze 18 Fig. 19 Backdrop Generator 19 Fig. 20 3D Scene met achtergrond (Backdrop) 19 Fig. 21 Plant Trees Properties 20 Fig. 22 3D Scene met bomen 20 Fig. 23 Animation Controls inclusief Options 22 Fig. 24 Voorbeeld scene met vastgestelde vliegroute 23 Fig. 25 Voorbeeld Animation manager bij vastgestelde vliegroute 23 Fig. 26 Voorbeeld fly-over waarbij zelf de vliegroute bepaald wordt 24 Fig. 27 Voorbeeld animation manager wanneer zelf de vliegroute wordt 24 bepaald Fig. 28 2D en 3D weergave ArcScene 25 Fig. 29 Voorbeeld animation manager wanneer met keyframes wordt gewerkt 25 Fig. 30 Create Group Animation 26 Fig. 31 Voorbeeld scene waarbij kaartlagen in elkaar overlopen 27 Fig. 32 Voorbeeld animation manager waarbij kaartlagen in elkaar overlopen 27
4
1. Inleiding ...............................................................................
1.1
Algemeen
Een van de hulpmiddelen die bij tracé-/mer-studies veelvuldig wordt toegepast is GIS. Nagenoeg alle benodigde basis (GIS-)bestanden voor de studie zijn heden ten dage beschikbaar. Binnen GIS wordt een tweetal pakketten veelvuldig gebruikt. Het geavanceerde ArcGis en het iets meer beperkte ArcView. Beide pakketten beschikken over een breed scala aan applicaties (extensions), waaronder “ArcScene” binnen ArcGIS en 3D Analyst binnen ArcView. Met deze extensies is het mogelijk om GIS-data en -informatie in 3D perspectief af te beelden. Deze 3D-extensies lijken geschikt om ingezet te worden voor het (globaal en op basis van GIS-data) ruimtelijk beoordelen van wegontwerpen in relatie tot zijn betreffende omgeving.
1.2
De handleiding
Het uitgevoerde onderzoek heeft geleid tot een vervolg in de vorm van een bruikbare handleiding. Deze handleiding geeft in een vroeg stadium op snelle en eenvoudige wijze een beeld over de “inpassing” van een (weg)ontwerp in de betreffende omgeving, alsmede een beschrijving van de beschikbare hulpmiddelen binnen de gebruikte GIS applicaties (ArcScene). De methode maakt gebruik van ArcScene en GIS- en CAD-data. Deze data is (over het algemeen) beschikbaar binnen het betreffende project of binnen het basispakket Geogegevens dat standaard aan elke dienst binnen Rijkswaterstaat wordt uitgeleverd.
1.3
Doelgroep
De doelgroep voor het gebruik van deze handleiding zijn GISgebruikers die weinig tot geen ervaring hebben met 3D-visualisaties. Ook de ervaren GIS-gebruikers behoren tot de doelgroep. Mogelijk komen ze tips en tools tegen, die ze tot nu toe niet gebruikten.
1.4
Onderzoeksopzet
Het uitgevoerde onderzoek (zie ref. [5]) heeft geleid tot voorliggende handleiding. Van de gevolgde werkwijze bij het praktijkonderzoek is deze handleiding samengesteld.
5
1.5 •
• •
•
•
•
6
Uitgangspunten Bij het verkennen van de mogelijkheden van 3D-GIS is met name gekeken naar de extensie ArcScene aangezien de mogelijkheden van dit pakket uitgebreider zijn dan van de 3D Analyst extensie van ArcView. De data is afkomstig van het project Tracé-/merstudie RW2 Passage Maastricht. Voor de hoogtegegevens is gebruik gemaakt van zowel de TOPHoogteMD als van het Actueel Hoogtebestand Nederland. Het verschil tussen de toepassingen van beide bestanden wordt getoond. De 3D afbeeldingen zijn gecreëerd op basis van 1 – 1 vertaling van de GIS-/CAD-data. Waar nodig zijn geringe aanpassingen c.q. verbeteringen in de data aangebracht. Het resultaat is een visualisatie die uitsluitend gebruik maakt van data van bovengenoemd project. Het product kan daardoor niet zonder meer generiek (voor een ander willekeurig project) worden toegepast. Naast deze handreiking is er een rapport met daarin de verslaglegging van het onderzoek opgesteld waarin de mogelijkheden van inpassingen van weginfrastructuur in de betreffende omgeving met behulp van ArcScene worden beschreven (zie ref. [5]).
2. Animaties en Visualisaties m.b.v. GIS ...............................................................................
2.1
Inleiding
Om een 3D visualisatie te maken in een ESRI-omgeving zijn er drie verschillende manieren, nl. door werkzaamheden uit te voeren in: - ArcInfo Workstation; - ArcView 3.x; - ArcGIS. Dit rapport richt zich op het maken van een visualisatie in ArcGis. In onderliggende paragrafen wordt wel een korte beschrijving van de mogelijkheden in ArcInfo en ArcView gegeven. 2.1.1. Animaties en visualisaties in ArcInfo Workstation Voor het maken van een animatie in ArcInfo Workstation kan een “aml” gedownload worden (“animate.aml”) op de ESRI-site. Aan ArcTools wordt een functionaliteit toegevoegd waarmee aan de hand van een hoogtemodel en een vliegpad een Fly-over gemaakt kan worden. Dit bestand wordt als MPEG-bestand weggeschreven.
2.1.2. Animaties en visualisaties in ArcView 3.x Om de 3D visualisatie in ArcView 3.x te kunnen uitvoeren moet je de beschikking hebben over de extensie 3D Analyst. Door het aanvinken van de extensie 3D Analyst is er in de Project-window van ArcView een nieuw document bijgekomen die aangemaakt kan worden: “3D Scenes”. Hiermee kunnen 3D visualisaties uitgevoerd worden. Standaard kunnen er geen animaties (filmpjes) in ArcView aangemaakt worden. Hiervoor kan de freeware-extensie “movie.avx” (FlyBy Animation Builder) gedownload worden van de ESRI-site (fig. 1).
Fig. 1 FlyBy Animation Builder in ArcView3.x
7
Algemeen nadeel van de 3D visualisaties in ArcView 3.x is de kwaliteit van de 3D beelden, die aan de lage kant is.
Fig. 2 Visualisatie in ArcView 3D Analyst
Specifiek nadeel is het feit dat afbeeldingen die in 2D naadloos op elkaar aansluiten in 3D niet naadloos worden weergegeven. Tussen de kaartbladen is een duidelijke grens (zwarte strook) zichtbaar. Gezien de beperkingen van ArcView 3D Analyst wordt aangeraden de visualisaties in ArcGis (versie 8.2 of hoger) te maken. Het praktijkonderzoek zal zich dan ook alleen richten op ArcGis. De 3D visualisaties in ArcGIS worden uitgevoerd in ArcScene. Dit is een zelfstandig op te starten 3D visualisatieprogramma behorend bij ArcGIS als je de beschikking hebt over de extensie “3D Analyst”. Vanaf ArcGIS 8.2 beschikt ArcScene standaard over een Animation Toolbar (fig. 3), waarmee filmpjes/animaties kunnen worden gemaakt.
Fig. 3 Animation Toolbar in ArcScene
De visuele kwaliteit van de 3D-beelden in ArcScene is een stuk hoger dan in ArcView en bij het aanmaken van de filmpjes kan de kwaliteit ook nog worden ingesteld. Ook sluiten de kaartbladen naadloos op elkaar aan. In paragraaf 2.2 zal verder ingegaan worden op de mogelijkheden om visualisaties en animaties te maken.
8
2.2
Animaties en visualisaties in ArcScene
Vanaf ArcGIS 8.2 kunnen in ArcScene (standaard) animaties gemaakt worden. Er kunnen verschillende soorten animaties aangemaakt worden: • Camera Animation (bv voor een fly-over); • Layer Animation (bv voor draperen wegen structuur over een hoogtemodel); • Scene Animation (bv de op- en ondergang van de zon simuleren). Het combineren van deze verschillende animatietypes zodat 1 filmpje ontstaat, behoort tot de mogelijkheden. Een animatie bestaat uit 1 of meerdere “tracks”. De “tracks” beheren op een dynamische wijze de eigenschappen van een object, zoals de achtergrondkleur van de animatie, de zichtbaarheid van de kaartlaag of de locatie van de camera. Tracks zijn samengesteld uit een aantal ”keyframes”. Een “keyframe” is een momentopname van specifieke eigenschappen van een object op een zeker moment. Het object kan het venster voor de animatie (scene), een kaartlaag (layer) of de camera zijn. De startpositie en de eindpositie zijn voorbeelden van vastgelegde posities (Keyframes) binnen een animatie. ArcScene interpoleert de beelden (frames) tussen deze keyframes om de animatie compleet te maken. Hoe hoger de opgegeven tijdsduur van de animatie, hoe meer beelden (frames) er gegenereerd zullen worden. Hetzelfde geldt voor het aantal slides per seconde. Bij het aanmaken van een animatie kan er maar gebruik worden gemaakt van 1 camera in 1 venster. Verschillende camera-animaties kunnen niet gerund worden binnen hetzelfde venster op hetzelfde moment. Maar verschillende camera animaties samenvoegen (na elkaar), waarmee dus verschillende vliegroutes gevolgd kunnen worden, behoort wel tot de mogelijkheden (zie hoofdstuk 3). In ArcScene is het mogelijk om Bookmarks aan te maken (fig. 4). Met Bookmarks kunnen bepaalde aanzichten permanent worden vastgelegd in een ”.sxd”-bestand. Dit is bijvoorbeeld handig voor het bepalen van het begin en eind van een vliegroute.
Fig. 4 Aanmaken Bookmarks
9
De animation-tracks worden opgeslagen in het ArcScene (“.sxd”) bestand waarin men op dat moment werkt. Ze kunnen ook als een afzonderlijk bestand worden opgeslagen: een ArcScene Animation (“.asa”) file. Een “.asa”-bestand kan dan ook gebruikt worden in andere ArcSceneprojecten. Ten slotte kan de animatie geëxporteerd worden naar een filmpje ofwel een “.avi”-bestand. In de volgende subparagrafen wordt aangegeven hoe aan de verschillende bestanden hoogteinformatie kan worden toegevoegd zodat e.e.a. 3D wordt gevisualiseerd. Tevens zullen een aantal tools worden behandeld die de visualisatie kunnen verbeteren.
2.2.1. Gebruik van een hoogtebestand Voor het toevoegen van hoogte-informatie aan een visualisatie zijn twee hoogtebestanden beschikbaar. Het eerste bestand is de Tophoogte. Dit bestand is enigszins verouderd maar voor eenvoudige visualisaties veelal nog te gebruiken. Wanneer van dit bestand een TIN wordt gemaakt kan hoogteinformatie aan bijvoorbeeld een luchtfoto worden toegevoegd (zie ook paragraaf. 2.2.3). Dit levert een volgend beeld op:
Fig. 5 Luchtfoto gekoppeld aan Tophoogte
10
Een tweede bestand dat gebruikt kan worden is het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN). Dit bestand is gedetailleerder qua hoogtegegevens en is recentelijk gevlogen. Nadeel van dit bestand is dat naast maaiveldgegevens ook hoogtegegevens van gebouwen in stedelijk gebied zijn opgenomen. Wanneer hiervan een TIN wordt gemaakt en de luchtfoto wordt gekoppeld, levert dit volgend beeld op:
Fig. 6 Luchfoto gekoppeld aan AHN
Wanneer men naar het resultaat kijkt, ziet men dat de gebouwen als een soort piramides worden weergegeven. De oorzaak hiervan is dat de hoogtegegevens van de gebouwen worden meegenomen bij het maken van de TIN. Om een realistische weergave te krijgen zal men de gegevens van de gebouwen er uit moeten filteren.
11
Om hoogteverschillen sterker tot uitdrukking te laten komen kan e.e.a. worden overdreven. Wanneer in de “Scene Properties” de “Vertical Exaggeration” (zie fig. 7) wordt ingesteld, zal de hoogte afhankelijk van het ingevulde getal worden uitgerekt.
Fig. 7 Scene Properties
2.2.2. Verbeteren visuele kwaliteit luchtfoto’s Standaard worden luchtfoto’s met een lagere resolutie getoond in ArcScene dan de resolutie die ze eigenlijk in zich herbergen. De kwaliteit van de beelden is lager dan dat deze zou kunnen zijn. Dit kan op de volgende manier verbeterd worden: • Klik met de rechtermuisknop op de luchtfoto en open de Properties van het bestand; • In het tabblad “Rendering” moet bij “Optimize” het onderdeel “Quality enhancement for raster images” op “High” gezet worden. Als er gebruik wordt gemaakt van de luchtfoto’s van Eurosense van 2000 (DKLN2000) is er een groene waas zichtbaar over de luchtfoto’s. Deze groene waas kan in ArcScene op de volgende wijze worden verwijderd: • Klik met de rechtermuisknop op de luchtfoto en open de Properties van het bestand; • In het tabblad “Symbology” bij Stretch als type “Standaard deviations” te kiezen; • Desgewenst kan in het tabblad Display bij “Resample during display using” gekozen worden voor “Cubic convolution” of “Bilinear Interpolation”. Als je voor één van deze opties kiest dan worden de luchtfoto’s minder korrelig getoond. Mogelijk nadeel is dat als de luchtfoto’s geen overlap hebben er een band met “no data” kan ontstaan tussen de luchtfoto’s. Als dit het geval is kan voor “Nearest neighbor” worden gekozen. Voor een goede performance is het aan te bevelen om de luchtfoto´s of andere grote bestanden lokaal op te slaan. Vooral als het gaat om een studiegebied met grote afmetingen.
12
2.2.3. Toekennen hoogte-informatie aan luchtfoto’s Als men luchtfoto’s 3-dimensionaal wil weergeven in ArcScene kan gebruik worden gemaakt van de hoogte informatie die is opgeslagen in een grid of tin. Hiervoor moeten beide bestanden worden binnengehaald in ArcScene. Open m.b.v. de rechtermuisknop de properties van de luchtfoto. Ga naar het tabblad “Base Heights” en kies bij het onderdeel “Height” voor “Obtain heights for layer from surface”. Geef hierbij het juiste grid of tin op. Bij het onderdeel “Z Unit Conversion” een juiste waarde invullen behorend bij het bestand (fig. 8).
Fig. 8 Toekennen hoogte-informatie aan luchtfoto
Voor een kaartblad van het AHN moet deze waarde rond de 0,01 liggen, omdat de hoogte van het AHN in cm’s is opgeslagen. Als gebruik wordt gemaakt van de hoogte-informatie van een grid (bv kaartblad AHN), moet er rekening mee worden gehouden dat de nodata-cellen in het bestand gaten opleveren in de luchtfoto (fig 9).
Fig. 9 Luchtfoto gecombineerd met hoogte-informatie van AHN-grid en AHN-tin
Als dit erg storend is, kan van het grid een tin worden gemaakt. Deze tin bevat geen nodata en de luchtfoto wordt nu in zijn geheel getoond. De AHN-kaartbladen worden meestal in E00-formaat aangeleverd. Deze bestanden kunnen worden omgezet naar GRID-formaat en vervolgens kunnen enkele van deze grid-bestanden (al dan niet samengevoegd) omgezet worden naar TIN-formaat. De hoogte-informatie van de tins leveren een veel beter 3D beeld van de luchtfoto’s en satellietbeelden op
13
dan die van de grids. Dit wordt met name veroorzaakt door de nodatacellen in het grid die in het 3D beeld gaten opleveren. In het tin is dit niet het geval. Ook zijn de overgangen in het tin wat gelijkmatiger en komt dit het beeld ten goede.
2.2.4. Toekennen hoogte-informatie aan CAD-bestanden In een visualisatie in ArcScene is het vrij eenvoudig om Cad-bestanden van bijvoorbeeld een te ontwerpen weg toe te voegen. Wel is het hierbij van belang dat er niet te veel informatie aanwezig is in het Cadbestand (fig. 10). Gegevens over ligging van rioolputten, lantaarnpalen e.d. kan het beste verwijderd worden zodat de lijnelementen alleen overblijven, Wanneer het Cad-bestand vervolgens over de TIN wordt gedrapeerd, kan dit een volgend beeld opleveren (fig.11).
Fig. 10 Origineel Cad-bestand
Fig. 11 Cad-bestand met hoogte-informatie en luchtfoto
Op deze wijze is het voor de wegontwerper vrij eenvoudig te beoordelen of het ontwerp in te passen is in de huidige omgeving en welke impact het ontwerp kan hebben op deze omgeving.
14
2.2.5. Toekennen hoogte-informatie aan huizenbestand Als er een vlakkenbestand met huizen (bv van Top10Vector of GBKN) aanwezig is, kan hier vrij gemakkelijk hoogte aan worden toegevoegd. Zorg er voor dat er in de tabel van het bestand een kolom “Hoogte” (of vergelijkbare naam) aanwezig is en vul hier de hoogtegegevens in voor ieder huis. Ook kan een standaard waarde worden ingevuld (maar geen 0). De mogelijkheid bestaat om een random hoogte aan bebouwing toe te voegen. Dat kan op de volgende wijze (fig. 12): • Zorg er voor alle huizen dezelfde hoogte hebben (bv waarde 1) in het veld “Hoogte”; • Open met rechtermuisknop de properties van het huizen-bestand; • Ga naar tabblad “Extrusion” en vul bij “Extrusion value or expression” in: (Rnd(1) + [HOOGTE]) * 10. Het random invullen van de hoogte kan uiteraard ook in de tabel van het huizen-bestand worden gedaan. De hoogte van de bestaande huizen blijft op deze manier bij het toevoegen van nieuwe huizen hetzelfde.
Fig. 12 Instellen random hoogte bebouwing
Het resultaat van deze actie is te zien in figuur 13. De huizen is de afbeelding hebben minimaal de hoogte 10 en maximaal de hoogte 20.
Fig. 13 Resultaat random extrusion bebouwing
15
2.2.6. Hoogte-informatie toekennen aan waterbestand Voor het weergeven van een vlakkenbestand voor waterwegen (bv. afkomstig van Top10Vector) in een 3d-scene zijn een aantal extra handelingen nodig. Wanneer aan het water de basishoogte van de TIN wordt toegevoegd, vormt het water geen vlak met eenzelfde hoogte (zie fig. 14). Het water wordt als het ware doorsneden door de onderliggende bodem, iets wat in de praktijk niet zal voorkomen.
Fig. 14 3D Weergave watervlak gekoppeld aan TIN
Om dit probleem op te lossen zijn er een aantal handelingen nodig. Allereerst moet aan het vlakkenbestand dat het water weergeeft een veld met daarin de hoogte worden opgenomen. Via de ‘calculate button’ in de tabel kan een hoogte worden ingevuld. Kies hiervoor één hoogte voor alle aansluitende vlakken die in de buurt ligt van het laagste punt in de TIN. Vervolgens kunnen aan het gemaakte TIN onderdelen worden toegevoegd (zie fig. 15). Fig. 15 Instellingen voor toekennen hoogte-informatie aan waterbestand
16
Selecteer de layer die de waterwegen weergeeft. Zet vervolgens de settings voor deze layer zodanig dat de hoogte-informatie uit de juiste kolom wordt gehaald en kies de optie hard line. De TIN kiest nu voor het gedeelte waar het water ligt, de hoogte die eerder is ingevuld met behulp van de ‘calculate button’. Er zijn meerdere opties om het watervlak aan de triangulatie toe te voegen, de hier gekozen optie leverde in dit geval het meest geschikte resultaat. In dit geval is het water als een aaneengesloten vlak weergegeven waarbij één hoogte is gehanteerd voor de hele waterweg. Dit levert onderstaand resultaat op (zie figuur 16).
Fig. 16 3D weergave wateroppervlak m.b.v. hard line
17
2.2.7. Extra Tools ArcScene Voor ArcScene is een aantal tools ontwikkeld (te downloaden via de ESRIsite) die prima gebruikt kunnen worden voor het maken van 3D visualisaties. Aan de volgende Tools wordt hieronder aandacht besteed: • Building Tool; • Scene Fog and Haze; • Scene Backdrop; • Plant tree tool a)
Building Tool
Met behulp van de Building Tool is het mogelijk om bebouwing van een textuur te voorzien (fig. 17). Op vrij eenvoudige wijze kunnen eigen texturen toevoegen. Wanneer met deze tool wordt gewerkt, is het raadzaam om het huizen bestand op te splisten in een aantal delen. Aan ieder deel kan een bepaalde textuur (en hoogte) worden gegeven. Daarnaast werkt het ook prettiger want het duurt wel erg lang om aan bijvoorbeeld een bestand met 1000 woningen de textuur toe te voegen.
Fig. 17 Toegevoegde textures aan bebouwing
b)
Scene Fog and Haze
Deze extensie maakt het mogelijk om mist en nevel aan het 3D beeld toe te voegen. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 18. Net als bij de vorige tool vergt het enige oefening om de mogelijkheden er van goed onder de knie te krijgen.
Fig. 18 3D Scene met gebruikmaking mogelijkheden tool Scene Fog and Haze
18
c)
Scene Backdrop
Scene Backdrop is een Tool , waarmee een achtergrond aan de “Scene” kan worden toegevoegd. In de backdrop-generator (fig. 19) moeten een aantal waarden worden ingevuld m.b.t. tot de hoogtes en de radius. Dit is meestal een kwestie van uitproberen en na de enige oefening kan een bruikbaar resultaat worden verkregen (zie fig. 20).
Fig. 19 Backdrop Generator
Fig. 20 3D Scene met achtergrond (Backdrop)
d)
Plant tree tool
Met deze tool kunnen afbeeldingen van bomen in de scene worden toegevoegd. De tool bevat de mogelijkheid om een enkele boom toe te voegen op de plek waar men met de muis klikt, “Plant a Single Tree Tool”, maar kan ook meerdere bomen toevoegen in een getekend vlak
19
met behulp van de “Plant Trees Inside a Digitized Polygon Tool”. De functies om op basis van een polygoon of puntenbestand bomen te plaatsen functioneert helaas niet. In de “Plant Tree Properties” kan men de hoogte van bomen instellen, de afbeeldingen voor bomen die gebruikt moet worden, alsmede het aantal bomen dat binnen het getekende vlak wordt geplaatst (fig. 21).
Fig. 21 Plant Trees Properties
Het resultaat van de acties is te zien in figuur 22.
Fig. 22 3D Scene met bomen
In de tool kunnen naast de standaardafbeeldingen die zijn meegeleverd ook andere afbeeldingen worden toegevoegd. Zorg er voor dat de achtergrond van deze afbeeldingen geheel zwart is. De scene kan nu verder aangekleed worden met bijvoorbeeld auto’s, mensen etc..
20
De properties dienen uiteraard aangepast worden aan de nieuwe afbeeldingen. Het resultaat van de tool past zich ook aan de “Vertical Exaggeration” aan. Wanneer deze op bijvoorbeeld twee staat, zullen de bomen ook tweemaal zo lang worden. Helaas wordt de breedte hier niet op aangepast zodat in het resultaat de bomen er nogal vreemd uitzien.
2.3
Afsluitende opmerkingen
In principe kunnen er met behulp van ArcScene verschillende soorten animaties (Camera, Layer en Scene) in één filmpje gestopt worden. De combinatie van enkele van deze animaties kan soms lastig zijn, als het al mogelijk is. In dat geval is het misschien beter om de animatie in een aantal onderdelen op te splitsen. Deze onderdelen kunnen als aparte “.asa”-bestanden worden opgeslagen en zijn afzonderlijk benaderbaar. Van deze bestanden kunnen afzonderlijke filmpjes worden gemaakt (“.avi”-bestanden) en met behulp van een “.avi”-Editor kunnen deze filmpjes worden samengevoegd.
21
3. Voorbeelden van animaties in ArcScene ...............................................................................
3.1
Inleiding
De 1. 2. 3.
volgende animaties kunnen in ArcScene worden gemaakt: Fly-over met gebruikmaking vastgelegde vliegroute; Fly-over waarbij zelf de vliegroute –en snelheid wordt bepaald; Fly-over door middel van vastlegging Keyframes en zoom-in met behulp van vastlegging Keyframes; 4. In elkaar over laten lopen van kaartlagen (Group Animation).
3.1.1. Fly-over met gebruikmaking vastgelegde vliegroute Voor het uitvoeren van deze animatie moet er allereerst een route aangemaakt worden die de camera zal gaan volgen. Hiervoor kan een graphic getekend worden maar het gebruiken van een lijn uit een shapefile is ook mogelijk. Selecteer vervolgens de lijn en kies in de “Animation Toolbar” voor “Animation, Camera Flyby from Path”. Stel onder “Path Source” de vlieghoogte in door een waarde in te vullen bij “Vertical Offset”. Stel bij “Simplification Factor” de hoogte van de kwaliteit van de animatie in. In “Path Destination” kiezen voor de tweede optie “Move observer along path with current target” en vervolgens deze procedure afsluiten door op “Import” te klikken. Met behulp van de “Animation Controls” (op te roepen via de “Animation Toolbar”) kan de animatie worden afgespeeld en het resultaat bekeken worden. Onder “Options” kunnen een aantal zaken worden ingesteld o.a. de tijdsduur van de animatie (fig. 23).
Fig. 23 Animation Controls inclusief Options
Sla de animatie op als een ArcScene Animation (“.asa”) file door in de “Animation Toolbar” te kiezen voor Save Animation File. Dit bestand kan bekeken worden met behulp van de Animation manager (“Animation, Animation Manager”). De animation manager bestaat uit 3 tabbladen:
22
“Keyframes”, “Tracks” en “Time View”. Hier wordt later op teruggekomen. Exporteer de animatie vervolgens naar een “.avi”-bestand door te kiezen voor “Animation, Export to Video” in de Animation Toolbar. Hier kan bij “Options” worden aangegeven hoe veel slides per seconde de animatie moet bevatten.
Fig. 24 Voorbeeld scene met vastgestelde vliegroute
Fig. 25 Voorbeeld Animation manager bij vastgestelde vliegroute
3.1.2. Fly-over met eigen vliegroute en -snelheid Naast het volgen van een van tevoren vastgelegde route behoort het maken van een fly-over door zelf over en landschap/hoogtemodel heen te vliegen, tot de mogelijkheden. De Fly-Tool die standaard in ArcScene zit is hier geschikt voor. Een andere mogelijkheid is een Fly-tool met extra functionaliteit (“Fly Tool with Collision Detection”), te downloaden vanaf de ESRI-site.Na installatie van de Fly-tool is er een extra button toegevoegd aan ArcScene waarmee de fly-over kan worden uitgevoerd.
23
Stel tijdens de fly-over de vliegsnelheid in met de linker- en rechtermuisknop en verander de vliegrichting door de muis te bewegen. Met behulp van de “Animation Controls” kan de vlucht worden vastgelegd door op de recordknop te drukken. Deze vastgelegde vlucht kan met de Animation Controls bekeken worden en als het goed is bevonden opgeslagen.
Fig. 26 Voorbeeld fly-over waarbij zelf de vliegroute bepaald wordt
Fig. 27 Voorbeeld animation manager wanneer zelf de vliegroute wordt bepaald
3.1.3. Fly-over d.m.v. Keyframes en Zoom-in actie Een derde manier om een fly-over te maken in ArcScene bestaat uit het vastleggen van een aantal screenshots die ook wel Keyframes (zie eerder) worden genoemd. ArcScene berekend dan zelf de beelden tussen deze Keyframes om de animatie te maken. In de “Animation Toolbar” is hiervoor de knop “Capture View” opgenomen . Door deze knop in te drukken wordt de huidige View als een Keyframe in de animatie opgenomen. Zoom vervolgens in op een deel van de View en leg dit beeld vast als Keyframe. Nu is het al mogelijk om een animatie te maken want er is een begin- en een eindbeeld en ArcScene berekent alle tussen liggende beelden. Het resultaat kan mbv de Animation Controls bekeken worden en
24
eventueel afzonderlijk vastgelegd. ArcSene biedt de mogelijkheid om de data op twee verschillende manieren weer te geven: 2D(Orthograhic) en 3D (Perspective). Maak voor de zoom-in actie gebruik van de 2D weergave door in het Menu “View” te kiezen voor “View Settings” en hier bij het onderdeel “Viewing characteristics” de projection op “Orthograhic (2D view)” te zetten (fig. 28).
Fig. 28 2D en 3D weergave ArcScene
Fig. 29 Voorbeeld animation manager wanneer met keyframes wordt gewerkt
25
3.1.4. Group Animation Zoals eerder al is aangeven bestaat de mogelijkheid om een Group Animation uit te voeren in ArcScene. Van alle kaartlagen in de View of een specifieke grouplayer kan een animatie worden gemaakt waarbij de kaartlagen op een bepaalde manier in elkaar overgaan. Voor het uitvoeren van de Group Animation is het allereerst van belang dat de kaartlagen van de te maken animatie op de juiste volgorde in de TOC zijn opgenomen. Kies hiervoor “Animation, Create Group Animation” (fig. 30).
Fig. 30 Create Group Animation
Hier kan o.a. bij het onderdeel “Transitions” worden aangegeven hoe dat de kaartlagen in elkaar over moeten lopen. Deze animatie is ook weer te bekijken via de “Animation Controls”.
Om de overgangen anders te laten verlopen, is het mogelijk bepaalde zaken in te stellen m.b.v. van de Animation Manager (“Animation, Animation Manager”). Ga naar het tabblad “Time View” en stel voor iedere Track (kaartlaag) de vier Keyframes (handmatig) in: “Begin In”, “Begin Out”, “End In” en “End Out”. De periode tussen “Begin In” en “Begin Out” is de tijdsduur waarin de kaartlaag geleidelijk aan volledig zichtbaar wordt. In de periode “Begin Out” en “EndIn” is de kaartlaag de gehele tijd volledig zichtbaar en in de periode “End In” en “End Out” verdwijnt de kaartlaag langzaam aan weer. Door met deze Keyframes te spelen kunnen de kaartlagen naar eigen wens beter in elkaar overlopen.
26
Fig. 31 Voorbeeld scene waarbij kaartlagen in elkaar overlopen
Fig. 32 Voorbeeld animation manager waarbij kaartlagen in elkaar overlopen
27
Bronnen
............................................................................... [1]
Gebruikershandleiding DTB2000, DTB-NAT & DTB-DROOG Adviesdienst Geo-informatie en ICT, versie 1.1 februari 2000
[2]
Using ArcGIS 3D Analyst, GIS by ESRI™ Bob Booth, maart 2001
[3]
Using ArcGIS 3D Analyst, GIS by ESRI™, Animation Bob Booth and Steve Bratt, februari 2002
[4]
Using ArcGIS 3D Analyst, GIS by ESRI™, Animation Tutorial Bob Booth and Steve Bratt, februari 2002
[5]
3D-visualisatie met ArcGis (ArcScene) Bouwdienst Rijkswaterstaat, november 2004
28
