Проект 3D ГИС городского пространства

Зарождение проекта

В начале 2014 года в СКБ (студенческом конструкторском бюро) моего университета, которое занимается разработками в направлении 3D технологий, стал развиваться проект реалистичной 3D ГИС нашего города. Столь громкое название себя не оправдывало, так как в тот момент прототип обладал лишь 3D составляющей и подложкой с растровым куском Яндекс.Карт. Приложение было создано на игровом движке Unity и содержало пространственно-навигационную систему по 3D кварталу нашего университета (Рисунок 1).


Рисунок 1 – Один из первых скриншотов проекта

Первостепенной задачей стало создание массива реалистичных 3D моделей зданий кварталов одного из микрорайонов города. Для этой задачи каждому участнику СКБ был выделен свой квартал, причем условия моделирования четко оговорены не были, кроме того, что модель должна быть «легкой».

О методах сбора данных

Сделаю небольшое отступление, в котором затрону методы изучения зданий и сбор материалов для последующего моделирования.

Опыта было мало в подобных делах, поэтому, вооружившись фотоаппаратом, я делал снимки домов, входящих в мой будущий 3D-квартал. Попытки создавать фотореалистичные текстуры увенчались крахом, поэтому текстура создавалась в графическом редакторе при использовании библиотек текстур различных материалов (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Пример ранних текстур модели здания

Замечу, что в исследовании зданий очень помогает сервис Яндекс.Карт — 3D-панорамы. Он дает качественные подробные фотографии придорожных зданий.

Далее в СКБ

В результате работы восьми человек в течение четырех месяцев было создано, соответственно, восемь кварталов. Меня совсем не удивил результат, полученный изолированными друг от друга людьми, с малым опытом работы с 3D моделями. Главная проблема была в некоторых громоздких моделях крупногабаритных зданий, которые были выполнены настолько детально, что вызывало у Unity нервные подергивания FPS вблизи таких «монстров» (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Пример переработки детальных моделей

Я и мой напарник, не считая руководителя проекта и главного сборщика, оказались под ударом разнообразия полученных 3D-моделей. Все недочеты по восьми кварталам приходилось исправлять нам, до того, как они попадали на карту, дабы не испортить карму.

Больной точкой нашей 3D карты являлась оптимизация, как я заметил выше – на карте имелось несколько мест, в которых FPS падал в два, а то и в три раза ниже среднего значения по проекту в целом. Данные проблемы были исправлены путем создания низкополигональных аналогов «тяжелых» моделей.

На переработку тяжелых моделей, правку текстур, подгонку масштаба и отправку сборки моделей в Unity ушло ещё около четырех месяцев работы. Ну как работы, нас было двое, оба студенты, занятость в СКБ неполная. Поэтому сроки завершения проекта растягивались в бесконечность, тем более что конкретных дальнейших целей не было поставлено.

А где собственно ГИС?

Как вы успели заметить из моего рассказа, первоначально проект планировался как 3D ГИС, но ни базы данных, ни привязки к какой-либо системе координат (геоинформационной) не было.

Стоит заметить, что прототип базы данных зданий был мною разработан и протестирован. Он представляет собой простейшую информацию о здании и привязку камеры к центру объекта с эффектом «поиска» объекта по названию.

В качестве подложки используется разрезанный атлас спутниковых Яндекс.Карт, но в первоначальных вариантах использовалась растровая обрисовка карты, векторный чертеж и карта нанесенная на terrain. Одной из проблем этого метода явилось обновление спутниковых снимков в конце 2015 года, ввиду этого всю подложку придется переделать. Но есть альтернатива. В Asset Store я наткнулся на плагин «Google Maps for Unity», смысл его в интерактивной подгрузке Google.Карт на плоскость и не только. К сожалению, версия API данного плагина уже устарела и поэтому использовать его не удалось. Альтернатива ему есть, от тех же разработчиков, но уже за 60$.

Перспективы

Наш проект заморожен. Небольшой стимул мы получили выиграв с этим проектом диплом на Инновационном молодежном конвенте 2014. Администрация города с интересом отнеслась к нашим наработкам.

Свежие скриншоты проекта

Тестовую Онлайн – версию проекта вы можете опробовать по следующей ссылке: 3D карта онлайн ^[1]

Заключение

Хотел заметить, что статей про 3D ГИС немного, в частности, попадаются коммерческие крупные проекты, которые я не рассматривал в своей статье (Sity ENGINE, Infrastructure Modeler и другие).

P.S.

Благодарю за внимание! Надеюсь эта тема кому-нибудь близка, ожидаю информативных комментариев.

Автор: EINSAM_KONSTANTIN

Источник ^[2]