4. Картографические анимации

Исторические сведения о картографических анимациях. Первые карто­графические динамические фильмы были созданы еще в конце 50-х годов XX в. Тогда, в 1959 г., американский ученый Н. Троуэр исследовал возможности

применения мультипликационных принципов картографии.

Развитие вычислительной техники в последующие годы позволило пе­рейти от аналоговых технологий к цифровым, демонстрация которых осущест­влялась не на киноэкране, а на дисплее.

Однако до начала 90-х годов XX в. анимационная картография оставалась доступной лишь узкому кругу профессионалов и экспертов. Причиной тому была высокая стоимость вычислительной техники, ее низкая производитель­ность и необходимость больших усилий на создание каждой анимации. Однако снижение стоимости компьютеров до уровня, когда они действительно стали персональными, и улучшение качества бытовых мониторов до телевизионного сигнала и выше привели к резкому увеличению анимационных материалов [А. М. Берлянт, Л. А. Ушакова, 2000].

Бурный прогресс компьютерной техники, начавшийся в первой половине 90-х годов, привел к появлению самых разнообразных типов анимаций.

Виды картографических анимаций. В настоящее время можно выделить несколько видов картографических анимаций.

1. Лнимированные двухмерные карты динамики.

1. Карты динамики площадных контуров явлений на различные даты.

2. Карты разности состояний на несколько дат одних и тех же площад­ ных контуров.

3. Карты динамики точечных объектов (динамика положений или со­ стояний объектов).

4. Карты динамики линейных объектов (динамика положений или со­ стояний объектов).

5. Комплексные динамические двухмерные карты (карты на которых одновременно показана динамика точечных, линейных и площадных объектов

21

либо различных их сочетаний).

2. Анимированные двухмерные карты движения.

2. Классические двухмерные карты, использующие в качестве изобрази­ тельного средства эффекты анимации.

4. Анимированные линейные и площадные анаморфозы. 4.1. Анимированные линейные анаморфозы.

4.2.Анимированные анаморфозы, показывающие динамику контуров на различные даты (две и более).

3. Анимированные анаморфозы состояний контуров.

3. Комплексные анимированные анаморфозы (динамика контуров и со­ стояний контуров в сочетании с прочими динамическими изобразительными средствами).

5. Анимированные динамические трехмерные изображении.

1. Анимированные поверхности (изометрия, динамическая изометрия со сменой точки и угла обзора).

2. Анимированные трехмерные блок-диаграммы и условные знаки.

3. Трехмерные анимированные анаморфозы.

6. Анимации в виртуально-реалъностных изображениях.

1. Облет местности, движение по поверхности.

2. Движение в среде.

3. Движение в пространстве виртуальной реальности цифровой модели местности (ЦММ) одновременно с анимированием отдельных компонентов са­ мой ЦММ (движение наземных и воздушных объектов, течение рек, метеояв­ ления и пр.).

По конечному результату анимации можно подразделить на следующие типы:

1. Неуправляемая последовательность двухмерных кадров. В данном типе анимации просматривающий субъект не может изменить практически ничего -ни проекцию, ни угол обзора, ни масштаб изображения. Типичным примером такой анимации является анимация в формате AVI (видео для Windows). Несмотря на двухмерность самих кадров, содержание их может быть

22

смотря на двухмерность самих кадров, содержание их может быть трехмерным (например, AVI-файл с анимированной трехмерной поверхностью). Исходные кадры-карты могут создаваться автором самыми разнообразными способами и не предназначаются для изменения потребителем. Для просмотра анимации не требуется ни специального программного обеспечения (ПО), ни значительных аппаратных средств, пользователь может обладать лишь начальной компьютер­ной подготовкой.

2. Последовательность векторных карт, переводящаяся в растр и выводи­ мая на экран в реальном времени. Обычно для анимации такого типа можно за­ дать пользовательскую проекцию, сменить масштаб или компоновку карты, изменить легенду, включить или выключить слои данных. Обычно создание та­ кой анимации ведется на базе уже существующих ГИС-пакетов с помощью системы внутренних команд или встроенного языка программирования. При­ мером может служить анимация, составленная из последовательности вектор­ ных карт в формате SHP (работающая в среде ArcView) интерактивно управ­ ляемая пользователем. Для создания анимации подобного рода требуется нали­ чие производительной техники (обладающей достаточной вычислительной мощностью), наличие ГИС-пакета и умение программировать на одном из внутренних языков ГИС (например, Avenue для ArcView 3.2). Просмотр анима­ ции возможен любым пользователем с начальным уровнем знания ГИС-пакета, в котором создавалась анимация.

3. Полностью управляемая пользователем модель данных, визуализируе­ мая в результате длительного просчета. Здесь пользователь может изменить почти все параметры (скорость облета, угол зрения, дальность видимости, на­ личие атмосферных эффектов, движение прочих моделей в пространстве мате­ матической модели местности и т.п.), однако результаты изменений анимации он может увидеть лишь после просчета, в результате которого получается не­ корректируемая последовательность двухмерных кадров. Для создания требу­ ется наличие специализированного ПО, высокопроизводительного аппаратного обеспечения, отличное владения пакетами для создания такой анимации (3D-

23

Studio MAX, Power Animator, Maya, и прочие продукты, предназначенные для создания самой сложной двух- и трехмерной графики для видео- и кинофиль­мов). Пользователь, обрабатывающий такую модель данных, должен также иметь мощный компьютер, ПО, в котором создавалась модель данных, и навы­ки работы с этим ПО.

4. Полностью управляемая пользователем виртуальная модель местности, визуализируемая в режиме реального времени пользователь может изменить все параметры, причем результаты изменений становятся видны сразу же без каких-либо дополнительных расчетов. Создание модели может быть чрезвычай­но сложным требуя не только больших вычислительных мощностей, но и вла­дения сразу несколькими ГИС-пакетами, пакетами ЗБ-анимации, программи­рования и пр. Квалификация пользователя может быть различной: от мини­мального ознакомления с программой и простого просмотра до глубокого зна­ния особенностей построения модели и возможности внесения в нее необходи­мых изменений.

Назначение анимаций. Область применения анимированных картографи­ческих изображений практически не ограничена. Как известно, картографиро­вать можно практически любые предметы, которые нас окружают. Неоспоримо, что все картографируемые объекты со временем меняются. Следовательно, лля любого предмета картографирования может быть создана картографическая ани­мация.

В настоящее время основными областями, для которых создаются и в кото­рых используются картографические анимации, являются:

1. оперативное картографирование (Гидрометеослужбы) и экстренное картографирование при чрезвычайных ситуациях (ЧС). Цели: своевременная поддержка принятия решения, выявление закономерностей развития картогра­ фируемого явления, достоверное прогнозирование развития ситуации на осно­ вании имеющегося динамического ряда состояний картографируемого процес- са;

2. учебный процесс (в школах, вузах, военных учебных заведениях и др.).

24

Цель: достоверная передача знаний учащимся, более наглядная демонстрация ранее выявленных закономерностей развития картографируемых явлений и процессов:

3) демонстрационно-рекламная и пропагандистская деятельность (различ­ ного рода презентации и показы, совмещают и демонстрацию картографиче­ ских фильмов с разнообразной и информацией - текстами, графиками, табли­ цами, фотоматериалами, видеозаписями). Цель: наглядная передача специали­ зированной информации лицам, не обладающим картографической подготов­ кой (потенциально - демонстрация гражданам, не имеющим вообще никакого специального образования), для того чтобы подвигнуть их к какому-либо дей­ ствию:

4. планирование военных операций или слежение за их ходом. Цель: мак­ симально наглядная передача специализированной информации лицам, имею­ щим картографическую подготовку для обеспечения оперативной поддержки принятия решения:

5. фундаментальные исследования в области исторических, географиче­ ских, геологических, общественных наук. Цель: фундаментальные исследования для выявления неизвестных ранее процессов.

Контрольные вопросы

1.Является ли визуализация необходимым атрибутом картографического изображения?

2. В чем различие электронной карты и электронного атласа?

3. Каковы критерии классификации ЭА?

4. Не заменят ли (в перспективе полностью) бумажные атласы их элек­ тронные аналоги?

5. В чем различие картоидов, мысленных графических изображений и анамор­ фоз?

6. Охарактеризуйте линейные и площадные анаморфозы.

7.Проведите визуальный анализ анаморфозы, показанной на рис. 8, по образ-