Model areálu MZLU za použití jazyka KML

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Provozně ekonomická fakulta

Model areálu MZLU za použití jazyka KML Bakalářská práce práce

Vedoucí práce: Ing. Mgr. Jana Andrýsková, Ph.D.

Brno 2009

Zdeněk Pavlů

Děkuji vedoucí mé bakalářské práce Ing. Mgr. Janě Andrýskové, Ph.D. za rady a podporu, které mi při tvorbě této práce poskytla. Dále bych rád poděkoval Lence Janigové za zapůjčení digitálního fotoaparátu a doc. Jiřímu Rybičkovi za tvorbu sazebního stylu pro diplomové a bakalářské práce.

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně a že v ní uvádím veškerou použitou literaturu a jiné zdroje informací, ze kterých jsem čerpal.

Brno 20.5.2009

....................................................

4

Abstract Pavlů, Z. The campus model MZLU using by Kayhole Markup Language. Bachelor thesis, Brno, 2009. The thesis is dealing with a way of creating a three-dimensional model of Mendel university of agriculture and forestry in Brno campus for the virtual globe program Google Earth. It describes KML and programs, that can be used to create the model. At the thesis conclusion is the model transfer to KMZ file and then upload to thr Google 3D Warehouse gallery.

Abstrakt Pavlů, Z. Model areálu MZLU za použití jazyka KML. Bakalářská práce, Brno, 2009. Práce se zabývá způsobem vytvoření trojrozměrného modelu areálu Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně pro prohlížeč Google Earth. V teoretické části popisuje jazyk KML a programy, které lze využít k vytvoření modelu. V závěru práce je vytvořený model převeden do formátu KMZ a následně nahrán do galerie 3D budov.

5

OBSAH

Obsah 1 Úvod a cíl práce 1.1 Úvod práce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Cíl práce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 7 8

2 Metodika řešení

9

3 Teoretická východiska práce 3.1 Program Google Earth . . . . . . . . 3.2 Značkovací jazyk XML . . . . . . . . 3.2.1 Vlastnosti XML . . . . . . . . 3.3 Soubor KML . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Základní objekty jazyka KML 3.3.2 Pokročilé možnosti KML . . . 3.3.3 Soubor KMZ . . . . . . . . . 3.4 Galerie 3D objektů . . . . . . . . . . 3.5 Google SketchUp . . . . . . . . . . . 3.6 Adobe Photoshop . . . . . . . . . . . 3.6.1 Nástroje Photoshopu . . . . . 3.6.2 Vrstvy . . . . . . . . . . . . . 3.6.3 Natavení tónu a kontrastu . . 3.6.4 Transformace . . . . . . . . . 3.7 Bitmapový formát JPEG . . . . . . . 3.7.1 Nedokonalosti formátu JPEG

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

10 10 11 12 13 13 14 15 15 16 17 17 18 18 19 19 20

4 Vlastní řešení 4.1 Navržení a postup tvorby areálu . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Modelování budov v Google SketchUp 7 . . . . . . . 4.2 Vytvoření textur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Fotografování stěn budov areálu . . . . . . . . . . . . 4.2.2 Úprava fotografií v programu Adobe Photoshop CS 8 4.3 Mapování textur v Google SketchUp . . . . . . . . . . . . . 4.3.1 Převedení modelů do formátu KMZ . . . . . . . . . . 4.4 Vložení modelů do aplikace Google Earth . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

21 21 21 23 23 24 26 28 28

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

5 Závěr

29

6 Literatura

30

Přílohy

31

A Areál MZLU v Google Earth

32

B Model budovy B v Google SkethUp

34

OBSAH

6

C Ukázka zobrazení Značky v Google Earth

35

D Příklady zápisu kódu KML a jejich zobrazení v Google Earth

36

1

ÚVOD A CÍL PRÁCE

1

7

Úvod a cíl práce

1.1

Úvod práce

Výpočetní technika má v dnešní době nezastupitelnou roli v životě většiny lidí. Snad všechna hospodářská odvětví jsou již nějakým způsobem spjatá s využíváním možností, jež tyto technologie nabízí. To platí především pro využívání služeb celosvětové sítě Internet. Výpočetní technika, která v době široké dostupnosti výpočetní techniky neslouží pouze subjektům akademické a veřejné sféry, ale též komerčním firmám, které představuje možnost zvýšení zisků. Internet stal se novým trhem, na kterém jsou nabízeny výrobky, zboží i služby. Výrobky mohou být reprezentovány počítačovými programy. Určitým druhem zboží jsou informace a službou pak jejich zpracování do vhodné podoby. Společnosti podnikající prostřednictvím internetu mají snahu své produkty neustále zkvalitňovat, aby obstály v konkurenci na trhu. S tím souvisí i snaha diverzifikovat portfolia nabízených produktů a inovovat marketingové postupy. Příkladem může být nabízení určitých produktů zdarma výměnou za reklamu zobrazovanou uživatelům. Tyto trendy se nevyhnuly ani firmám zabývajícím se vývojem geografických informačních systémů (GIS).1 Vznikají tak stále snadněji použitelné produkty cenově často dostupné i pro domácnosti. Roste i dostupnost geodat získavaných především dálkovým snímkováním Země. Jedním z nejvýznamnějších typů těchto produktů jsou virtuální glóby.2 Příklady mohou být Google Earth od společnosti Google a World Wind vytvořený organizací NASA. Tyto prohlížeče umožnily zcela nový způsob využívání geodat. Propojením snímků zemského povrchu s geodatabázemi3 umožnily například vyhledávání měst, ulic, hotelů a památek po celém světě. Uživatelé mají často také možnost vkládat svá vlastní geodata, jež mohou být zpřístupněna všem uživatelům produktu. V případě Google Earth je možno vkládat např. modely budov, čímž nabývá prohlížení virtuálního glóbu na atraktivitě a poskytovaná data získávají další rozměr. V současnosti jsou vymodelovány i značné části nejznámějších měst světa jako jsou New York, Washington, Paříž a další. Modelování měst provádí většinou sama společnost Google, ale dává možnost vkládat vlastní modely i uživatelům. K jejich vytváření slouží grafický nástroj SketchUp. Pokud je model skutečný, reálný a správně umístěný, pak je se souhlasem autora model umístěn do vrstvy 3D objektů, přístupné všem uživatelům. 1

Geografické informační systémy jsou programy umožňující zpracování a prezentaci geografických dat, tedy dat vztažených k určitému místu na zemském povrchu. 2 Virtuální glóbus je program poskytující 3D reprezentaci Země nebo jiného vesmírného tělesa a možnost se kolem tohoto virtuálního tělesa pohybovat. 3 Geodatabáze jsou databázové systémy umožňující ukládat geodata a následně se na ně dotazovat.

1.2

Cíl práce

8

Snahou organizace NASA při vytváření svého prohlížeče je zatraktivnění vědy a nabízí i modely jiných planet Sluneční soustavy. Data bývají aktualizována dvanáctkrát ročně a umožňuje tedy sledovat změny v různých částech světa během změn ročních období. Naproti tomu společnosti Google jde o zisk. Přesto však nabízí mapu noční oblohy a nově i části mořského dna. Využití těchto produktů je tedy zejména v propagaci a vizualizaci objektů v souvislosti s jejich geografickým umístěním, např. při obchodování s realitami.

1.2

Cíl práce

Cílem bakalářské práce je vytvoření modelu areálu Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně za použití jazyka KML (Keyhole Markup Language). K tomuto účelem využiji některého bitmapového grafického editoru a grafického programu pro modelování 3D objektů. Dokončené modely budov budou splňovat podmínky pro přijetí do vrstvy 3D budov aplikace Google Earth, aby je následně bylo možné zobrazit v prohlížeči tak, aniž by bylo nutné modely stahovat do počítače. Tím se dosáhne nejsnažší a nejefektivnější prezentace Mendelovy univerzity v aplikaci Google Earth.

2

2

METODIKA ŘEŠENÍ

9

Metodika řešení

Rozhodl jsem se vytvořit všechny budovy areálu, které jsou využívány k výuce. K realizaci jsem použil profesionální bitmapový nástroj Adobe Photoshop CS 8, pomocí kterého jsem upravil získané fotografie tak, aby byly použitelné jako textury. Fotografie byly nafoceny digitálním fotoaparátem Canon powerShot A510 s rozlišením 3,2 Mpix. K vytvoření trojrozměrných modelů budov jsem využil programu SketchUp 7, který je k tomu účelu přímo vytvořen a je volně dostupný. Vytvořený model jsem nahrál do Galerie 3D objektů pod svým jménem.

3

TEORETICKÁ VÝCHODISKA PRÁCE

3

10

Teoretická východiska práce

Teoretická východiska této bakalářské práce představí programy, které budou využity k vytvoření modelů budov uložených v požadovaném formátu pro zobrazení v Google Earth.

3.1

Program Google Earth

Google Earth je aplikace pro zobrazování dat na virtuálním modelu Země. Vytvořen společností Keyhole (pod jménem Earth Viewer) a v roce 2004 zakoupen společností Google (Google Earth, 2009). Google je celosvětová společnost s dominantním postavením v oblasti internetového vyhledávání. K dalším jejím produktům patří např. Gmail4 a server YouTube5 . Aplikace Google Earth nabízí velké množství geodat, která mohou být zobrazována na virtuální zeměkouli. Nejdůležitější data jsou však ve formě leteckých a satelitních snímků. Tyto snímky jsou namapovány na povrch glóbu a jsou bezešvě spojeny. Jednotlivé snímky mohou mít různá rozlišení (převážně) podle jejich umístění a mohou být různého data, což je v některých místech s větším časovým rozestupem viditelné. Povrch glóbu je deformovaný podle nadmořské výšky v daném místě a míra zakřivení terénu je nastavitelná. Data v Google Earth jsou zobrazována ve vrstvách podle jejich účelu, např. vrstva Silnice, Hranice a značky, Zajímavá místa, Prostorově zobrazené budovy apod. ,Předností je přidávání vlastních dat do modelu a jejich uložení do souboru. Vkládání některých dat je umožněno přímo v prohlížeči. Jsou umístěny v panelu nástrojů a patří sem Značka místa, Mnohoúhelník, Cesta, Překryvný obrázek a Prohlídka. Tato data jsou ukládány ve formátu KML (značkovací jazyk). Soubory KML lze vytvářet i v jiných programech, které umí s tímto formátem pracovat, nebo v textových editorech. Google Earth je nabízen ve třech verzích (Google Earth, 2009): • Google Earth (bezplatná verze): Umožňuje zobrazit libovolná místa na Zemi, mapy, terén, satelitní snímky a prostorové budovy. Kromě zemského povrchu a útvarů na něm je možné zobrazit mapu noční oblohy a galaxie ve vnějším vesmíru. K novým možnostem patří zobrazení historických snímků z různých částí světa, např. rozšiřování předměstí, tání ledovců a erozi pobřeží. Umožňuje zobrazení mořského dna včetně některých známých vraků lodí. Umožňuje dále zaznamenávání vlastní prohlídky, do které lze přidat i zvukovou stopu. • Google Earth Pro: Určen pro profesionální a komerční použití. Umožňuje importování plánů stavenišť, seznamů nemovitostí nebo lokalit klientů a následné sdílení těchto dat s klienty či spolupracovníky. Nabízí exportování obrázků ve vysokém rozlišení do dokumentů nebo na web. 4 5

YouTube je server pro přehrávání a sdílení krátkých videí a filmů. Gmail je bezplatná e-mailová služba.

3.2

Značkovací jazyk XML

11

• Google Earth Enterprise: Umožňuje integrovat, organizovat a zveřejňovat data o umístění podniku klienta. Nabízí možnost kombinování podnikových dat s daty dodanými aplikací Google Earth prostřednictvím skriptů. Umožňuje hoštění dat na serveru a jejich odesílání do softwaru koncového uživatele. Obsahuje Klienta aplikace, který slouží k zobrazení, tisku, vyhledávání a vytváření dat (Google Earth, 2009).

Obr. 1: Prostředí prohlížeče Google Earth

3.2


XML (eXtensible Markup Language, česky – rozšířitelný značkovací jazyk) je obecný značkovací jazyk, pomocí něhož lze vymezit význam jednotlivých částí dokumentu. Byl vyvinut mezinárodním konsorciem W3C6 . Značkovací jazyky slouží k vymezení významu částí textu, ne jejich formátu. Předchůdcem jazyka XML byl SGML (Standart Generalized Markup Language), který je definován v ISO normě 8879 z roku 1986. SGML je velmi komplexní jazyk, umožňuje definování vlastních parametrů a možnost nastavování parametrů, což zbrzďovalo jeho praktickou využitelnost a dala vzniknout jednoduššího HTML (HyperText Markup Language) kódu, který má pevně definovanou skupinu značek. HTML je hojně využíván pro tvorbu webových stránek. Pro účely vyhledávání a efektivního způsobu výměny dat přestal být jazyk HTML dostačující. Bylo zapotřebí možnosti definování si vlastních značek, což již splňoval jazyk SGML. V praxi 6

W3C je mezinárodní konsorcium, které vyvíjí standardy pro World Wide Web, které jsou stanovovány prostřednictvím směrnic a protokolů. Snahou konsorcia je rozvoj a dlouhodobý růst Webu (W3C, 2009).

3.2


12

se však ukázalo, že se používá jen část jeho možností. Podmnožina těchto možností byla vybrána k vytvoření nového jazyka – XML. Umožňuje tedy definování vlastních značek, ale mnoho parametrů je již určeno a nelze je tedy měnit. Oproti SGML má striktní pravidla syntaxe a počítá s podporou mnoha jazyků (Kosek, 2000). 3.2.1

Vlastnosti XML

Standardní formát pro výměnu a sdílení informací Pro výměnu informací ve světě není vhodné využívat proprietární formáty dat, které jsou určeny pro konkrétní software nebo hardware. K tomu je vhodné využit otevřený formát jako je XML, tedy specifikace která je zdarma dostupná (na webu W3C a umožňuje snadnou implementaci. Formát je textového charakteru a je snadno editovatelný (Kosek, 2000). Vysoký informační obsah Značky v dokumentu umožňují uživateli se v textu snadno orientovat, vyznačují jasný význam jednotlivých částí, což je činí informačně bohatší. Díky tomu je v dokumentu jednoduché prohledávat data. Snadná konverze do jiných formátů Data uložená v XML je potřeba prezentovat i na jiných médiích a v jiné formě. K tomu se využívají tzv. stylové jazyky, které umožňují nastavit, v jaké podobě se mají data zobrazit. Na jeden dokument může být použito více stylů, nebo může být styl aplikován na více dokumentů, čímž se dosáhne jednotného vzhledu. Nejčastěji bývá využíváno kaskádových stylů (CSS), určených pro jednoduché formátování. Dalším stylem je XSL (eXtensible Stylesheet Language). Je určen pro složitější aplikace a umožňuje data před formátováním upravit, např. vynechat části dokumentu. Mezinárodní podpora XML je výjimkou mezi značkovacími jazyky a už od počátku je plánován i pro využití jiných jazyků než je angličtina. Jeho znakovou sadou je ISO 10646, která dokáže pojmout všechny znaky dnes používaných jazyků. Znaková sada je 32bit a umožňuje používat mnoho jazyků v jediném dokumentu současně. Nevhodné je využívat tuto sadu pouze pro jeden jazyk (nevyužívá se celý rozsah a plýtvá se místem), proto je možné použít i jiné znakové sady, např. pro češtinu ISO 8859-2. Automatická kontrola struktury dokumentu XML nabízí možnost vytvoření vlastních značek pro použití v dokumentu. Tyto značky se definují v souboru DTD (Document Type Definition). Ke kontrole syntaxe slouží programy nazvané Parser, který kontroluje, zda dokument obsahuje pouze povolené značky. Hypertext a odkazy Možnosti odkazů jsou v XML větší než v HTML, např. vícesměrné odkazy, které spojují více dokumentů dohromady nebo ukládání odkazů mimo dokumenty, ke kterým se vztahují. Odkazy je možné vytvářet ve třech standardech (Kosek, 2000): 1. XPath (XML Path Language) – umožňuje adresovat jednotlivé části dokumentu.

3.3

Soubor KML

13

2. XPointer (XML Pointer Language) – není nutné odkazovat na ednotlivé části dokumentu pomocí návěští. 3. XLink (XML Linking Language) –; dokumenty se určují podle URL adresy, je možné jej rozšířit o XPointer k určení části dokumentu.

3.3

Soubor KML

KML (Keyhole Markup Language) je formát souboru určený k zobrazovaní geografických dat v prohlížečích Google Earth a Google Maps. Jedná se o značkovací jazyk založený na pravidlech jazyka XML (KML Tutorial, 2005, 2009). 3.3.1

Základní objekty jazyka KML

Jsou to nejjednodušší objekty jazyka KML, není nutné je vytvářet za použití textového editoru. Lze je vytvářet a ukládat přímo v prohlížeči Google Earth a patří sem: • Placemarks: Slouží k označení pozice na povrchu Země. Tento bod je označen ikonou, názvem a je určen trojicí souřadnic: zeměpisnou šířkou, délkou a nadmořskou výškou. Je možné vložit popisek a k bodu může být vztažen i jiný objekt. Obsahuje elementy Name, Destription a Point. Příklad zobrazení objektu Placemark v Google Earth je v Příloze B. • Ground overlays: Umožňuje překrytí zemského terénu obrázkem. • Paths (cesty): Množina bodů v řadě spojených úsečkami. Cesty mohou být odlišené pomocí definování stylů. U všech bodů se určuje, stejně jako u Placemarks, zeměpisná délka a šířka a nadmořská výška. • Polygons: Slouží k vytvoření jednoduchých budov a jiných objektů. Ukázka kódu jazyka KML – Placemarks: Znacka MZLU <description>Budova A Mendelovy zemedelske a lesnicke univerzity v Brne 16.61626334994261,49.20972141774624,0 Další příklady kódů jazyka KML a jejich zobrazení ve Google Earth jsou v Příloze D.

3.3

Soubor KML

3.3.2

14

Pokročilé možnosti KML

V této části budou popsány některé elementy jazyka KML, které mohou být vytvořeny pomocí některého textového editoru, např. styly pro objekty, zvýraznění značek apod. Styly pro objekty Styly v KML souboru umožňují definování vzhledu pro Placemarks, Geometry a Overlays. Stejně jako v CSS je možné i v KML definovat styly lokálně nebo se na ně odkazovat do jiných souborů, které byly dříve definovány. Využívají se pro nastavení barvy, velikosti a transparentnosti objektů. Ukázka stylu v kódu jazyce KML (KML Tutorial, 2005, 2009): <Style id="transBluePoly"> <width>1.5 7dff0000 Building 41 <styleUrl>#transBluePoly ... Screen Overlays Slouží, podobně jako Ground overlays, k vložení obrázku. Obrázek není vložen do mapy, ale do okna prohlížeče a je fixován na pohyb kamery. Může být umístěn na libovolnou pozici v okně a je vhodný k zobrazení doplňkových informací, např. legendy. Ukázka Screen Overlays v kódu jazyce KML (KML Tutorial, 2005, 2009): <ScreenOverlay> Absolute Positioning: Top left http://code.google.com/apis/kml/documentation/ top_left.jpg

3.4

Galerie 3D objektů

15

<screenXY x="0" y="1" xunits="fraction" yunits="fraction"/> <size x="0" y="0" xunits="fraction" yunits="fraction"/> 3.3.3

Soubor KMZ

Soubor KMZ (KML Zip) je komprimovaná sada jednoho či více souborů pro zobrazování v Google Earth. Komprese je provedena ve formátu zip a může být otevřen s použitím kteréhokoliv běžného zip nástroje, např. WinRAR, WinZip, 7-zip (Google Earth, 2009). Formát KMZ je vhodný pro prostorové modely a nejjednodušším způsobem jeho vytvoření je export 3D modelu v Google SketchUp. Exportovaný soubor z programu Google SkethUp obsahuje čtyři prvky: • složku images, ve které jsou všechny textury modelu, • složku models, ve které se nachází soubor (.doe) definující polygony modelu, • soubor KML s uloženými souřadnicemi a popisem k modelu, • textový soubor obsahující všechny názvy použitých textur.

3.4

Galerie 3D objektů

Galerie 3D objektů (3D Warehouse) je databáze 3D modelů budov, mostů, automobilů, vesmírných raket apod. Je možno ji používat bezplatně a jejím účelem je sdílení modelů ve formátu KMZ (3D Warehouse, 2009). Internetové stránky Galerie (http://sketchup.google.com/3dwarehouse/) umožňují vyhledávání uložených modelů podle názvu nebo klíčových slov. Uložené modely jsou k dispozici všem návštěvníkům, kteří si je mohou stáhnout a zobrazit v Google Earth. Pro vkládání modelů musí mít autor vytvořen účet. Ke každému modelu je k dispozici možnost vložení základních informací o objektu, které lze průběžně doplňovat a upravovat. Modely mohou být sdružovány do sbírek. Autoři mohou hodnotit vložené modely a přikládat komentáře. Na stránkách se také nachází diskusní fórum. Galerie nabízí možnost vložení modelů budov do vrstvy 3D Budovy v aplikaci Google Earth. Pro zařazení modelu do vrstvy 3D budovy je nutné, aby model splnil následující podmínky: 1. Model existující skutečné budovy. 2. Jako textury jsou použity fotografie. 3. Model je efektivně vymodelován - čím méně polygonů, tím lépe. 4. V aplikaci Google Earth je budova přesně umístěna. 5. Model v aplikaci Google Earth je správně zasazen do terénu. 6. Model není duplikát existujícího modelu.

3.5

Google SketchUp

16

7. Model neobsahuje nic, co ve skutečnosti neexistuje, včetně reklam nebo vodoznaků. 8. Model má užitečný a zajímavý popis budovy. Mezi některá doporučení pro schválení modelu patří velikost do 10 MB a počet polygonů maximálně okolo pětiset (3D Warehouse, 2009).

Obr. 2: Galerie 3D objektů

3.5

Google SketchUp

Grafický nástroj SketchUp je určen pro vytváření 3D objektů, převážně budov, ale i nábytku a soch. Jedná se o software od společnosti Google (Google SketchUp, 2009). SketchUp umožňuje import objektů z jiných 3D grafických programů, např. 3D Studio MAX, Rhinoceros, a hlavní předností je přímé exportování vytvořených nebo vložených modelu do formátu KMZ. Cílem společnosti Google bylo vytvořit program pro vytváření 3D objektů, které by mělo snadné a intuitivní ovládání. Aby byl výsledný model snadno převoditelný do formátu KML, umožňuje SketchUp vytvářet pouze dva základní elementy, a to čáry a plochy. Plocha je ohraničená čárami, které jsou umístěny ve stejné rovině. K vytvoření prostorových objektu se využívá nástroje Zatlačit/Vytáhnout, který umožňuje vytvořit z plochy těleso. Toto těleso ale netvoří jeden prvek, jak bývá běžné u 3D grafických programů. Každou čáru a plochu lze modifikovat nebo smazat, bez ohledu na její napojení k jinému prvku modelu. Pokud je odstraněna čára, která tvoří okraj plochy, plocha zanikne.

3.6

Adobe Photoshop

17

Významnou funkcí usnadňující vytvoření modelu je možnost vložení podkladové vrstvy z aktuálního pohledu aplikace Google Earth. Tato vrstva obsahuje informace o zvlnění terénu a jeho souřadnicích v aplikaci Google Earth.

3.6

Adobe Photoshop

Adobe Photoshop je bitmapový grafický editor pro tvorbu a úpravu bitmapové grafiky. Je to produkt firmy Adobe Systems. Photoshop je licencovaný software a v současnosti jsou jeho nejnovější verze označeny CS4 nebo CS4 Extended. Původně byl vyvinut pro operační systém Mac, od roku 1996 i pro Windows (Adobe Photoshop, 2009). Photoshop podporuje většinu grafických formátů (a to formátů bitmapových i vektorových). Jeho vlastní formáty jsou označeny PSD (Photoshop Document) a PSB (Photoshop Large Document Format). Formát PSD umožňuje ukládání vrstev, masek, prolnutí, cest atd. PSB je formát určený pro velkoformátové dokumenty (více jak 300 000 pixelů o libovolném rozměru) a soubory větší než 2 GB. 3.6.1

Nástroje Photoshopu

Panel nástrojů V panelu nástrojů se nachází většina nástrojů, které budou použity k úpravám fotografií.

Obr. 3: Část panelu nástrojů

První sadou jsou nástroje pro výběry, které slouží k vyznačení částí obrázku, ve kterých se mají aplikovat funkce, transformace apod. Pokud není žádný výběr vytvořen, pak se změny provádí v celém obrázku. Mezi tyto nástroje patří Obdélníkový/Eliptický výběr, Laso a Magnetická hůlka. Obdélníkový výběr umožňuje provádět jednoduché obdélníkové výběry. Laso nabízí možnost výběru od ruky s možností přichytávání podle kontrastní hranice (Magnetické laso) nebo do podoby mnohoúhelníku. U výběrů platí, že musí být vždy uzavřený a při použití všech typů lasa je nutno výběr ukončit v místě počátku. Magnetická hůlka vybírá oblasti podle barvy. Vytvořené výběry se mohou upravovat dalším použitím těchto nástrojů a to pomocí voleb Součet, Rozdíl a Průnik, které jsou umístěny v panelu Volby. Úpravy výběru lze provádět i v režimu rychlé masky. Tato možnost je umístěna v dolní části panelu nástrojů. V tomto režimu jsou všechny nevybrané části obrázku

3.6

Adobe Photoshop

18

překryty vrstvou červené barvy s padesátiprocentní průhledností. Nástrojem Štětec můžeme do vrstvy malovat a tím upravovat výběr. K odstranění vad a kazů na snímku se využívá retušovacích nástrojů. Ty jsou umístěny v druhé sadě na panelu nástrojů a patří mezi ně Klonovací razítko, Retušovací štětec a Záplata (v novějších verzích je i Bodový retušovací štětec). Tyto nástroje fungují na podobném principu. Nejdříve se vyznačí oblast, odkud se bude brát „vzorekÿ a poté místo, které se má vzorkem překrýt. Při této činnosti je důležité, aby překrytá oblast splývala s okolím. Klonovací razítko a Retušovací štětec mají velmi podobné funkce a stejný způsob používání. Liší se v rozpíjení okrajů při nanášení vzorku. Klonovací razítko okraje nerozpíjí, tudíž je vhodné pro precizní opravy v oblastech s mnoha detaily a velkým kontrastem. U retušovacího štětce si můžeme dovolit vzít větší vzorek a opakovaně jej na dané místo nanášet. Je tedy vhodný v místech, která nejsou vysoce kvalitní (Photoshop, 2008). Nástroj Záplata je vhodný pro nahrazování větších ploch, např. části obsahující nějaký opakující se vzor. Mezi další potřebné nástroje patří Posun, Oříznutí, Guma a Přechod. 3.6.2

Vrstvy

To co dělá bitmapové grafické programy profesionálními je možnost pracovat ve vrstvách. Photoshop má k dispozici několik druhů vrstev, které se odlišují možnostmi jejich úprav a účelem (ten není striktní, ale doporučený). Vrstva Pozadí (Background) je původní vložená fotografie. Není určená k retušování ani k jiným úpravám a měla by zůstat v původním stavu. Slouží jako vzor a pro následné upravování se použije její duplikát. Vrstva Duplicitní je přesná kopie jiné vrstvy určená k retušování a jiným úpravám, které není vhodné provádět na originálních datech. Kopírovaná vrstva je část jiné vrstvy. Ne vždy je třeba duplikovat celou vrstvu. Při vytváření Photoshop kopíruje vybranou oblast a vloží ji do nové prázdné vrstvy na stejnou pozici. Vrstvy úprav (Adjustment layers) slouží k úpravám odstínů a barev. Všechny vrstvy (kromě vrstvy pozadí) podporují masky vrstvy, změny krytí, volby prolnutí a výplně, které mají velké využití při retušování a restaurování fotografií (Photoshop, 2008). 3.6.3

Natavení tónu a kontrastu

Před změnami tonality je vhodné si ověřit, zda fotografie obsahuje dostatek dat. Tuto informaci nám poskytne Paleta Histogram. Pro malé změny v kontrastu není nutné, aby byl obrázek příliš bohatý na data. Při větších změnách u nekvalitních fotografií by však docházelo k nežádoucímu zkreslení, např. tzv. Hřebenoví tvar (Digitální fotografie pro pokročilé, 2004).

3.7

Bitmapový formát JPEG

19

Obr. 4: Okno pro nastavení Úrovní

Tón a kontrast obrázku lze nastavit ve Photoshopu pomocí Úrovní (Levels) a Křivek (Curves). Úrovně nám dovolují ovlivňovat tři oblasti tónů: tóny světla, střední tóny a stíny. K jejich nastavení můžeme využít tří kapátek nebo posuny jezdců v histogramu. V případě černobílých fotografií nelze měnit střední tóny a u barevných fotografií je možné nastavení tónů každého barevného kanálu zvlášť. Pokročilejší úpravy tónů je možno dosáhnout pomocí Křivek. Ty umožňují měnit tónové hladiny až za pomocí 16 bodů (Photoshop, 2008). 3.6.4

Transformace

V případě vytváření textur je nezbytné vycházet z fotografií, které neobsahují perspektivu nebo jiný druh deformací. Tato zkreslení nemusí být na první pohled patrná a k jejich odhalení se dá využít vložení pravítek nebo zobrazení mřížky. Je-li fotografie deformovaná, odstraníme jí využitím Transformací. Transformace nabízí Změnu velikosti, Otočení, Zkosení, Deformaci, Perspektivu a nově Pokřivení. Transformace nelze provádět na vrstvě Pozadí. K odstranění některých typů deformací lze využít filtrů (jejich účelem je však deformace vytvářet). Při práci ve Photoshopu je dobré využívat Palety. V nabídce jich je okolo dvaceti (v závislosti na verzi), je vhodné si je uspořádat podle druhu práce. Mezi nejčastěji využívané patří Vrstvy, Kanály, Historie, Navigátor a Histogram.

3.7


JPEG (Joint Photographic Experts Group) všeobecně označuje typ bitmapového souboru, který je nejčastěji využívaný pro ukládání fotografií. Ve skutečnosti tato zkratka označuje konsorcium, které tento formát navrhlo a skuteč-

3.7


20

Obr. 5: Palety Vrstvy a Historie

ným (nepoužívaným) názvem typu souboru je JFIF (JPEG File Interchange Format) (JPEG, 2007). JPEG je vhodný na ukládání fotografií a barevných pestrých obrázků. Především bývá využíván jako grafický formát na přenášení a zobrazování obrázků na Webu. Dovoluje zobrazit 24 bitovou barevnou hloubku (16 777 216 barev) a 256 odstínů šedé. Formát JPEG není vhodný pro text, ikony a všechny druhy obrázků, které obsahují velké stejnolité plochy. JPEG totiž využívá ztrátovou kompresiZtrátová komprese je způsob ukládání digitálních dat v počítači. Při kompresi dochází ke zmenšení velikosti souboru, při čemž se některé informace nenávratně ztrácejí.. Velikost komprese je nastavitelná (JPEG, 2007). 3.7.1

Nedokonalosti formátu JPEG

Při každém opětovném ukládání obrázku ve formátu JPEG se snižuje jeho optická kvalita. Toto snížení kvality se může projevovat vznikem shluků pixelů nepřirozené barvy na souvislých plochách, tzv. artefakty. Aby k tomu nedocházelo, je doporučeno zachovávat původní rozměry. Pokud zůstanou bloky (8x8 px) na původním místě, kvalita se téměř nesníží (je také nutné zachovat stejnou úroveň komprese). Při ořezávání obrázku je vhodné postupovat po krajích obrázku v násobcích 8 px (Fireworks, 2008).

4

VLASTNÍ ŘEŠENÍ

4

21

Vlastní řešení

Vlastní řešení jsem rozdělil do několika kroků ve sledu, v jakém jsme vytvářel model areálu.

4.1

Navržení a postup tvorby areálu

Při výběru programu pro modelování budov jsem se rozhodl použít nejnovější verzi programu Google SketchUp, a to především kvůli jeho kompatibilitě s prohlížečem Google Earth. Umožňuje také pracovat s texturami a podporuje formát KMZ. Také jsem si chtěl vyzkoušet jeho netradiční ovládání. 4.1.1

Modelování budov v Google SketchUp 7

Již na stránkách tohoto programu je uvedeno, že se s tímto grafickým nástrojem zachází jinak, než s jinými 3D nástroji. Toto tvrzení je zcela správné a jelikož mám zkušenosti s modelováním v programech 3D Studio MAX a Rhinoceros, chvíli trvalo, než jsem se přizpůsobil. Při prvním pohledu jsem si všiml, že mezi základními nástroji pro kreslení nejsou žádné trojrozměrné objekty. SketchUp (dále jen SU) totiž žádné jiné objekty než čáry a plochy neumí vytvářet, což je hlavní příčina jeho výlučnosti. A s tím je spojena velmi zajímavá interakce ploch a čar. Pokud např. nakreslíme čáru, která protíná plochu a je s ní rovnoběžná, plocha je automaticky rozdělena na dvě části. Pokud je ona čára odstraněna, plocha se opět spojí.

Obr. 6: Prostředí Google SketchUp 7

4.1

Navržení a postup tvorby areálu

22

Při práci s SU je vhodné používat některé klávesové zkratky, které značně urychlí práci a především využívání prostředního kolečka myši pro rotaci scény a zoom. Mezi nejvyužívanější klávesy patří H (Hand – Ruka), Space (Select – Výběr), L (Line – Čára) a Esc (Zrušení činnosti). Modelování v Google SketchUp Jako první krok při vytváření nové budovy je načtení terénu do SU. Toho docílíme tak, že si v Google Earth přiblížíme terén, na kterém se budova nachází. Pohled by měl být kolmý na terén a okraje budovy by neměly přesahovat okraje okna Google Earth, všechny části tedy musí být viditelné. Poté stačí v menu SU zvolit Tools > Google Earth > Get Current View. Tato funkce se také nachází v hlavní paletě nástrojů. Po chvíli se v SU objeví plocha s texturou terénu. V tomto bodě však dochází k prvnímu problému, oba programy, jak Google Earth tak SU, se začínají chovat velmi trhaně. V této situaci je nejjednodušší soubor v SU uložit a oba programy ukončit. Po znovuotevření souboru je již SU plynulý. Nyní začínáme s vlastním modelováním budovy. Pohled kamery je vhodné si nastavít na Top (Horní), poté si zapnout nástroj Line (Čára) a přímo na ploše terénu postupně označut rohy budovy až skončíme v počátečním bodě. Pokud je budova pravoúhlá, mohu využít toho, že čáry k sobě pravoúhlé zobrazuje SU růžovou barvou a k tomuto úhlu má tendenci se „přichytávatÿ. Při vytvoření uzavřeného obvodu se automaticky vytvoří plocha ohraničená čárami, které byly právě vytvořeny. Tato funkce se v SU vždy provede, pokud vytvořením nové čáry dojde k uzavření obvodu čar. Musí však být splněno, že všechny body tohoto obvodu mají jednu souřadnici shodnou (jsou v jedné rovinně). V tento moment je vhodné si nově nastavit osy souřadnicového systému. Při dalším modelování vhodně nastavené souřadnice značně usnadňují práci a také mají svoji funkci při mapování textur. Postup při nastavování zahrnuje určení počátečního bodu a následně určení směru dvou os. Třetí osa se dotvoří sama, v závislosti na vytvoření předcházejících dvou os. Při určování bodů pro změnu souřadného systému budu využívat již hotových bodů a čar v modelu. V boční paletě vybereme nástroj Axes (Osy), popřípadě Tools > Axes, a zvolím počáteční bod, nejlepší je použít nějaký rohový bod stávajícího modelu mající pravý úhel. Jako druhý a třetí bod zvolím postupně libovolná místa na dvou čarách, vycházejících z prvního bodu. SU překvapivě neoznačuje jednotlivé osy písmeny (zpravidla X, Y, Z), ale je pouze barevně rozlišuje. Při vytváření modelu budov to však postačuje. Až při dokončování poslední budovy areálu jsem si všiml, že v nabídce pravého tlačítka (nad stěnou objektu) je možnost Align Axes (Srovnat osy), což je velmi jednoduchá a rychlá možnost nastavení os. Vzniklou plochu je poté možné vytáhnout vzhůru nástrojem Push/Pull, který je umístěn v levém menu, případně v nabídce Tools. Od tohoto momentu je výhodné pracovat se zakřiveným terénem, aby se model správně výškově zasadil do terénu. V Tools > Google Earth > Toggle Terrain nebo stejnojmenné tlačítko v horním panelu zdeformuje terén tak, jak odpovídá zakřivení v Google Eaerth. Opakování principů těchto technik je dostatečné na dokončení detailů u většiny

4.2

Vytvoření textur

23

budov areálu. Občas bylo potřeba vytvořit zaoblené stěny nebo upravit rozměry. Mezi užitečné kreslící nástroje patřily Cycle (Kružnice) a Arc (Oblouk). Při modelování jsem využil i funkce Offset a Scale a k měření délek čar Tape Measure (Měřící pásmo). Hlavními nedostatky při modelování jsou především v posunování objektů. Funkce Move (Posun) je značně problematická. V prostoru si program neví příliš rady v jakém směru má s objektem posunovat (nelze nastavit po jaké ose se bude posun provádět) a je také problematické přesně napojit dva objekty, které byly vytvořeny odděleně (zde je velmi důležité místo uchopení objektu). Abychom jsme se vyvarovali problémů, můžeme vytvořit pomocné čáry, po kterých se bude s objekty posunovat (program se k těmto čárám bude přichytávat) a poté se pomocné čáry mohou smazat.

4.2

Vytvoření textur

Aby se stal model areálu univerzity fotorealistický, bylo potřeba jej otexturovat. To zahrnovalo vytvoření textur pro všechny polygony modelů budov. Rozhodl jsem se i pro vložení některých detailních prvků, např. desky s označením budovy. Textury jsem vytvořil v programu Adobe Photoshop CS 8 úpravou vlastních fotografií, které jsem pořídil digitálním fotoaparátem značky Canon. Pro vytvoření některých textur bylo problematické získat kvalitní fotografie, převážně střech budov. Proto jsem některé textury vytvořil z jiných vhodných fotografií. Využil jsem internetové databáze (CGTextures), která nabízí textury pro komerční i nekomerční využití zdarma a bez licenčních poplatků. Možností bylo také využití textur, které jsou součástí programu Google SkethUp. 4.2.1

Fotografování stěn budov areálu

Před fotografováním jsem se seznámil s parametry fotoaparátu, jeho obsluhou a možnostmi. Ty jsem si prvně otestoval u jiných objektů. Při opakovaném fotografování jsem si vytvořil několik zásad, které významným způsobem usnadnily následné úpravy ve Photoshopu. • Fotit scény s co nejmenším počtem nežádoucích prvků (lidé, auta, zeleň). • Nefotit z úhlu. V mém případě to byly jednotlivé zdi budov. • Detaily fotit zblízka. Stěna, na které se detail vyskytuje, bude vytvářena zvlášť. • Fotografie určené pro vytvoření opakující se textury nefotit příliš z blízka. Vhodné je, aby obsahovaly základní vzor, nikoli detaily uvnitř vzoru. • Fotografovat za jasného dne. • Nefotit prvky s výraznými a protáhlými stíny. • Nepoužívat blesk. Nepomáhá, vytváří zbytečné odlesky a vybíjí baterie. Dle mé zkušenosti je dobré si větší a složitější budovy nejdříve obejít a až poté začít fotit ty nejlepší části zdí, které opakujíc9 se charakter.

4.2

Vytvoření textur

24

Některé fotografie jsem pořizoval pouze z informativních důvodů, např. počty oken, pozice dveří apod. Pro tento účel jsou i dostačující fotografie pořízené mobilním telefonem. Aby jsem neskončil s fotografováním předčasně, měl jsem náhradní baterie i paměťovou kartu. 4.2.2

Úprava fotografií v programu Adobe Photoshop CS 8

Získané fotografie není vhodné ihned použít, protože jsou deformované a především nemají stejný jas a kontrast a barevné vyvážení. I když byly snímky foceny ve stejnou dobu, některé části domů byly osvětlenz přímým slunečním světlem, jiné byly ve stínu či polostínu. Některé domy vrhaly příliš nápadné stíny, které by na modelu působily rušivě. Poté bylo potřeba odstranit a nahradit části snímků, které tam nepatří, např. zaparkovaná auta, stromy a keře. Některé fasády bylo potřeba i mírně přikrášlit. Photoshop (dále jen PS) je profesionální bitmapový editor, který nabízí velmi propracované nástroje k odstranění všech nedostatků na pořízených fotografiích. Textury, které jsem vytvářel, jsem rozdělil do čtyř kategorií: 1. Detaily na stěnách budov. Ty jsem namapoval na polygony k tomu účelu vytvořené, které jsou částí polygonu stěny budovy. 2. Celé plochy stěn. Tedy na jeden polygon je mapována jedna rozsáhlá neopakující se textura. 3. Opakující se část stěn. Na jeden polygon je mapována textura opakující se v jedné ose. 4. Čisté textury. Opakující se vzorek stěn v obou osách neobsahující žádné další prvky. Prvním úkonem při otevření každé nové fotografie bylo vytvoření duplikované vrstvy z Pozadí. Tím se zabrání případnému zbytečnému poškození dat v případě nevhodného použití nástrojů. Všechny z následujících kroků jsem vložil do nové vrstvy, abych v případě nevratné chyby nemusel začínat od začátku. Každou fotografii bylo nutné zkontrolovat, zda neobsahuje prostorovou nebo optickou deformaci. K tomu účelu jsem využil vodítek. Je potřeba zapnout pravítka v nabídce Zobrazení. Pravítka jsou umístěna na horním a levém okraji okna obrázku a lze z nich myší (uchopením a tahem) jednotlivá vodítka „vytáhnoutÿ a umístit v obrázku. Vodítka jsem umisťoval především na okrajích stěn budov, jejich dveřích, oknech a jiných klíčových prvcích snímku, které měly být vyrovnané. Zobrazená vodítka lze všechny jednoduše odstranit příkazem Zobrazit > Odstranit vodítka. V závislosti na vzdálenosti fotografovaného objektu bylo v různé míře viditelné zkreslení obrazu způsobené čočkou objektivu fotoaparátu. K odstranění jsem použil funkci Filtr > Deformace > Zaoblení. Parametr jsem nastavil v závislosti na vzdálenosti objektivu od stěny objektu, většinou v rozsahu od -1 do -4. Větší záporné hodnoty na fotografii způsobovaly nežádoucí deformace. Některé fotografie stěn budov byly foceny z úhlu a tudíž bylo nutné odstranit perspektivu. K tomuto účelu PS obsahuje v menu Úpravy > Transformace. Na

4.2

Vytvoření textur

25

Obr. 7: Prostředí Adobe Photoshop CS

výběr jsem měl tyto nástroje: Změna velikosti, Rotace, Deformování, Zkosení. Transformovat je možné vrstvy (kromě vrstvy Pozadí) a vytvořené výběry. Při úpravě stěn jsem vždy upravoval celou vrstvu použitím funkce Deformace. Výhodou této funkce je, že umožňuje současně měnit i velikost. V okamžiku vyrovnání klíčových prvků na fotografii, především oken a dveří, jsem vhodně fotku oříznul (Panel Nástrojů – Nástroj oříznutí) tak, aby neobsahovala žádné nadbytečné prvky, např. oblohu, jiné stěny, trávník nebo chodník. V případech opakujících se částí stěn s okny, bylo nutné fotku oříznout tak, aby šířka mezery od okraje oken po okraje fotek byla v součtu shodná s velikostí mezery mezi okny. Většina publikací o PS radí, aby mezi prvními úpravami fotek bylo vyrovnání úrovní tónů. Tuto funkci jsem však použil až v okamžiku, kdy byla fotka nedeformovaná a oříznutá. K úpravě tónů nebylo potřeba používat Křivky, vystačil jsem s nastavením světel a stínů pomocí jezdců pod histogramem. Retušování je obvykle náročné na čas a vyžaduje hodně cviku. PS disponuje Klonovacím razítkem, Retušovacím štětcem a Záplatou. Při této činnosti je důležité, aby překrytá oblast splývala s okolím. Při retušování jsem neměl žádný pravidelný postup, pouze jsem začínal s Retušovacím štětcem (dlouhé tahy) a detaily dotvořil Klonovacím razítkem (krátké tahy). K vylepšení retušovaného místa jsem využil, bylo-li to potřeba, nástroje pro Lokální zostření a rozostření. V okamžiku, kdy byla fotka nedeformovaná, s vyrovnanými tóny a bez nežádoucích objektů, bylo potřeba srovnat i barevný odstín. V případě opakujících se textur bylo problematické dosáhnout toho, aby barevný odstín byl shodný na obou stranách. Proto jsem se rozhodl u jednobarevných nevzorkovaných stěn, stěny vybarvit jednou celistvou barvou získanou z této stěny. V nové prázdné vrstvě jsem

4.3

Mapování textur v Google SketchUp

26

vytvořil výběry zahrnující všechna okna, dveře a jiné důležité prvky. Daný výběr jsem invertoval a vyplnil barvou, kterou jsem získal za použití Pipety. Toto jsem použil i v případě textur na celé stěny, pokud stěny neobsahovaly vzor, čímž jsem dosáhl toho, že rohy budov plynule barevně navazovaly. V případě vytváření čistých textur (které na sebe musí navazovat v obou osách) jsem si po několika pokusech uvědomil, jaký je jejich způsob vytváření. Princip spočívá ve zkopírování alespoň poloviny levé nebo pravé části obrázku do nové vrstvy. Tu poté vodorovně převrátit a umístit tak, aby ve středu splynula s původní částí obrázku. Tím se dosáhlo návaznosti ve vodorovné ose. Obdobným způsobem, ale výběrem horní nebo dolní části obrázku a svislým převrácením, se dosáhne návaznosti i ve svislém směru.

4.3


Pro texturování modelů je v SU nástroj Paint Bucket (Kbelík barvy). Je umístěn v obou paletách nástrojů i v menu Tools. Po jeho spuštění se otevře okno Materials (Materiály), které obsahuje dvě záložky – Select a Edit. Záložka Select je určena k vybírání předdefinovaných textur rozdělených do několika sekcí a textur v modelu použitých. Záložka Edit umožňuje u vybraného materiálu upravovat jeho vlastnosti a je rozdělena do tří částí -8211; Color (Barva), Texture (Textura), Opacity (Průhlednost).

Obr. 8: Okno Material

Při vytváření vlastních materiálů jsem začínál stiskem tlačítka Create Materiál (Vytvoř materiál) umístěného jako druhé shora vpravo v okně Materials, které

4.3


27

otevře nové dialogové okno obsahující stejné možnosti jako záložka Edit. Zde zpravidla vložím do materiálu texturu pomocí tlačítka Browse a poté okno uzavřu tlačítkem OK. Je vhodné si každý nový materiál pojmenovat. Aniž bych materiál s texturou jakkoliv upravoval, aplikuji jej pomocí Paint Bucket kliknutím na polygon objektu. Až poté změním rozměry textury. Textura v základním nastavení nemá povoleno měnit poměr stran. Nástroj Lock/Unlock Aspect Ratio je v pozici zamknutý. V případě, že textura nemá shodné poměry stran, jako polygon, na který je nanášena, zruším fixaci poměru stran a upravím zbývající rozměr textury. Textury je v SU nutné ručně pozicovat. K tomu se využívá kontextové nabídky polygonu. Vybereme polygon, u kterého chci upravit pozici textury, v nabídce pravého tlačítka v možnosti Texture zvolím možnost Position. Textura se stane poloprůhlednou a je možné s ní pohybovat (kurzor se změní na nástroj Hand, který může uchopit texturu), přičemž se textura opakuje až za hranice polygonu. Kromě úpravy pozice je k dispozici změna poměrů stran, rotace textury a její zkosení. Těchto možností jsem nevyužíval, jelikož jsou nepřesné.

Obr. 9: Nastavení pozice textury na ploše modelu

Při pozicování textur na zaoblené části budov ale tato možnost chybí. Jediným řešením je zapnutí funkce pro zobrazení skrytých objektů (View > Hidden Geometry), přičemž jsou vidět plochy, ze kterých se skládají zaoblené části stěn a je možné je vybrat. Tyto plochy již v nabídce pravého tlačítka obsahují možnost změny po-

4.4

Vložení modelů do aplikace Google Earth

28

zice textury. Tento způsob úpravy pozice textury na zaoblených objektech je velmi nevhodný a značně ztěžuje práci. Obrázek vytvořeného modelu budovy B v programu Google SketchUp je umístěn v Příloze B. 4.3.1

Převedení modelů do formátu KMZ

Dokončený model budovy je potřeba exportovat do formátu KMZ. Tato možnost se nachází v nabídce File > Export > 3D Model. Po zvolení názvu a místa uložení se zobrazí průběh transformace a následně okno s vlastnostmi modelu. Zde je dobré si všimnout počtu polygonů a materiálů, které představují tzv. složitost modelu. Výsledné zobrazení modelů budov areálu MZLU v prohlížeči Google Earth je obsažen v Příloze A.

4.4

Vložení modelů do aplikace Google Earth

Jednotlivé budovy areálu je možné zobrazit v Google Earth pouhým spuštěním KMZ souboru, a sám prohlížeč místo přiblíží. Pro účely prezentace univerzity je nejlepší, aby se model stal součásti vrstvy 3D budovy v Google Earth. K tomuto účelu vytvořila společnost Google Galerii 3D objektů (3D Warehouse), kam je možné vytvořené budovy vkládat a pokud budova splní daná kritéria, bude do této vrstvy přidána. Galerie se nachází na adrese <sketchup.google.com/3dwarehouse/>. Pro možnost vkládání modelů na stránky je nutné si vytvořit účet. Při vytváření nového účtu je požadováno vyplnění některých povinných informací a přijmout podmínky služby a souhlasit s pravidly ochrany soukromí. Poté se vygeneruje e-mail, který je zaslán na danou adresu a jehož funkcí je ověření platnosti adresy uživatele a který obsahuje další informace a odkazy k účtu. Po chvíli je možné se přihlásit a začít nahrávat vytvořené modely budov. K nahrání modelu do galerie je kromě souboru ve formátu KMZ zapotřebí obrázek modelu. Ten jsem vytvořil pomocí klávesy PrintScreen v SU a ve PS vložil do nového souboru, vhodně ořízl a uložil ve formátu JPG. Je zde podmínka, že obrázek může mít maximální velikost 2 MB s rozměry menšími než 1200 x 1200. Poté již pouze zvolit titulek, popis a klíčová slova. V okamžiku, kdy je model nahrán do galerie, je nutné na stránce modelu vybrat položku Upravit > Upravit podrobnosti, čímž se dostaneme na stránku o námi vložených atributech, která je téměř shodná se stránkou k nahrání modelu. Tato stránka obsahuje navíc volbu Připraveno pro aplikaci Google Earth. Tuto volbu zatrhneme a v dolní části stránky aktualizujeme.

5

5

ZÁVĚR

29

Závěr

Cílem práce bylo vytvoření 3D modelu areálu Mendelovy univerzity. Zabývám se v ní jak teoretickými tak praktickými stránkami takového úkolu. V teoretické části jsou popsány soubory typu KML a KMZ a představeny programy, které byly využity k vytvoření fotorealistického modelu. V praktické části jsem se zaměřil na popsání postupu při vytváření textur a modelování budov areálu. Hotové modely budov byly uloženy ve formátu KMZ a uloženy do Galerie 3D objektů. Během vytváření modelů budov mi práci stěžovaly některé nedostatky programu Google SketchUp, zejména nedořešené mapování textur na zaoblené stěny budov. Také v některých dalších oblastech bylo zjednodušení programu na úkor přesnosti, ale přesto nepředstavovalo zásadní problém pro danou práci. V prohlížeči Google Earth se projevila nepřesnost zakřivení povrchu země. V důsledku toho jsou některé budovy z podstatné části příliš zabořeny do terénu nebo naopak bylo potřeba prodloužit základy, aby se budova nad terénem nevznášela. Tato nepřesnost terénu je však vzhledem ke způsobu měření a rozsáhlosti projektu virtuálního glóbu pochopitelná. Oba produkty od společnosti Google splnily mé očekávání. Musím však zmínit nepochopitelné problémy v chování obou aplikací v okamžiku nahrávání části terénu z Google Earth do SketchUp, kdy jediným řešením bylo uložení souboru v SketchUp a ukončení obou programů. Bezvýhradně jsem byl spokojen s programem Adobe Photoshop, přestože jsem nepoužíval nejnovější verzi. Jeho nástroje byly dostatečné. Jelikož se jedná o komerční produkt, bezproblémovost a profesionalita by měla být samozřejmostí. Zřídil jsem si uživatelský účet u společnosti Google a vložil modely budov do Galerie 3D objektů a v současnosti očekávám, že dojde k jejich schválení a zařazení do vrstvy 3D budov v programu Google Earth. V jednom případě je tu riziko, že budova nebude schválena, jelikož v době snímkování terénu areálu univerzity neexistovala. Sám jsem zvědavý, zda k tomu dojde. Jednotlivé modely budov by mohly být nadále vylepšovány, např. použitím detailnějších textur. Zajímavou možností je také modelování terénu v okolí modelů. Tyto prvky by u modelů zvětšily jejich velikost a složitost, což by způsobilo nižší výkonnost prohlížeče a mělo vyšší nároky na připojení k Internetu. Hlavním přínosem této bakalářské práce je vytvoření modelu areálu univerzity a navržení postupu modelování prostorových objektů pro prohlížeč Google Earth. Výsledný model jsem vytvořil s využitím všech možnosti, které jsem měl k dispozici a byl bych rád, aby tato bakalářská práce byla užitečná při vytváření modelů objektů pro aplikaci Google Earth i jiným.

6

6

LITERATURA

30

Literatura

Žára J. a kol.Moderní počítačová grafika 2. vyd. Brno: Computer Press, 2004. 609 s. ISBN 80-251-0454-0. KOLEKTIV.Google Earth [online]. 2009. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://earth.google.com/intl/cs/. Kosek J.XML pro každého Grada Publishing, 2000. 164 s. ISBN 978-80-86815-237. Ang T.Digitální fotografie pro pokročílé. Praha: Slovarf s.r.o., 2004. 144 s. ISBN 80-7209-563-3. Eismannvá K.Photoshop, retušování a restaurování fotografie 2.vyd. Zoner Press, 2008. 462 s. ISBN 80-7169-860-1. Jacobs, J.W3C [online]. 2008. [cit. 2009-05-18].Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://www.w3.org/Consortium/. KOLEKTIV.JPEG homepage [online]. 2007. [cit. 2009-05-11]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://www.jpeg.org/jpeg/index.html. Passinger P. Možnosti využití geografických derivací znackovacích jazyku 2006. 47 s.Bakalářská práce. Google SketchUp[online]. 2009. [cit. 2009-05-09]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://sketchup.google.com/product/gsu.html. KOLEKTIVGalerie 3D objektů [online]. 2009. [cit. 2009-05-06].Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://sketchup.google.com/3dwarehouse/. KOLEKTIV.CGTextures [online]. 2009. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://www.cgtextures.com. Honzík, M.Fireworks.help [online]. 2009. [cit. 2009-05-15]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://fireworks.jakpsatweb.cz/ index.php?page=formaty. KOLEKTIV.Google Earth KML Tutorial [online].2005. [cit. 2009-05-04]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http:// code.google.com/intl/cs/ apis/kml/documentation/kml tut.html. KOLEKTIV.Google Earth KML 2.0 Specification [online]. 2006. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://www.keyhole.com/ kml/kml doc.html. Adobe Photoshop [online]. Webová encyklopedie. 2009. [cit. 2009-05-07]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://en.wikipedia.org/wiki/Adobe Photoshop. Google Earth [online]. Webová encyklopedie. 2009. [cit. 2009-05-04]. Dokument ve formátu HTML. Elektronická adresa: http://cs.wikipedia.org/ wiki/Google Earth.

Přílohy

A

A

AREÁL MZLU V GOOGLE EARTH

Areál MZLU v Google Earth

Obr. 10: Areál MZLU v Google Earth

32

A

AREÁL MZLU V GOOGLE EARTH

Obr. 11: Model budov areálu MZLU v Google Earth

33

B

B

MODEL BUDOVY B V GOOGLE SKETHUP

Model budovy B v Google SkethUp

Obr. 12: Model budovy B v Google SketchUp

34

C

C

UKÁZKA ZOBRAZENÍ ZNAČKY V GOOGLE EARTH

Ukázka zobrazení Značky v Google Earth

Obr. 13: Značka s popisem v Google Earth

35

D

PŘÍKLADY ZÁPISU KÓDU KML A JEJICH ZOBRAZENÍ V GOOGLE EARTH

D

36

Příklady zápisu kódu KML a jejich zobrazení v Google Earth

Kód v jazyce KML. Objekt typu GroundOverlays (KML Tutorial, 2005, 2009). Ground Overlays <description>Examples of ground overlays Large-scale overlay on terrain <description>Overlay shows Mount Etna erupting on July 13th, 2001. http://code.google.com/apis/kml/documentation/etna.jpg <north>37.91904192681665 <south>37.46543388598137 <east>15.35832653742206 <west>14.60128369746704 -0.1556640799496235 Kód v jazyce KML. Objekt typu Paths. Paths <description>Examples of paths. Note that the tessellate tag is by default set to 0. If you want to create tessellated lines, they must be authored (or edited) directly in KML. <Style id="yellowLineGreenPoly"> 7f00ffff <width>4 7f00ff00

D


37

Obr. 14: Ukázka překrytí povrchu obrázkem

Absolute Extruded <description>Transparent green wall with yellow outlines <styleUrl>#yellowLineGreenPoly <extrude>1 1 absolute 16.61626334994261,49.20922141774624,265 16.61636335994261,49.20932121774624,260 16.61646336994261,49.20942121774624,260 16.61636336994261,49.20952141774624,255 16.61626333994261,49.20962121774624,250 16.61626333994261,49.20972141774624,250 Kód v jazyce KML. Objekt typu Polygon.

D


Obr. 15: Ukázka cesty v Google Earth

The Pentagon <extrude>1 relativeToGround 16.61528391980398,49.21070655172509,30 16.61508518601088,49.21039353064536,30 16.61561302284466,49.2102495048244,30 16.61580457631057,49.210581491022,30 16.61528391980398,49.21070655172509,30 16.61527139140409,49.21052643274076,30 16.61536866433637,49.21036794303926,30

38

D


16.61566081648859,49.21043821086983,30 16.61552254145186,49.2105821866805,30 16.61527139140409,49.21052643274076,30

Obr. 16: Ukázka polygonu v Google Earth

39

Model areálu MZLU za použití jazyka KML

Recommend Documents