Ortsbasierte Sichtbarkeitsanalyse mit digitalen Geländemodellen auf mobilen Endgeräten Roland J. Graf Fachhochschule Salzburg.

Präsentation zum Thema: "Ortsbasierte Sichtbarkeitsanalyse mit digitalen Geländemodellen auf mobilen Endgeräten Roland J. Graf Fachhochschule Salzburg."—  Präsentation transkript:

1 Ortsbasierte Sichtbarkeitsanalyse mit digitalen Geländemodellen auf mobilen Endgeräten Roland J. Graf rgraf.itsb2003@fh-salzburg.ac.at Fachhochschule Salzburg Jänner 2007

2 Übersicht Motivation Geländedaten und -modelle Triangulation Darstellung und Sichtbarkeit Datenreduktionsmethoden Terrain Engines auf mobilen Endgeräten Ausblick

3 Motivation Geographische Informationssysteme + Miniaturisierung + Ortsunabhängigkeit + neue technische Möglichkeiten + Leistungssteigerungen + neue Mobilität = ----------------------------------------------------- = neue Anwendungen und Anforderungen

4 Geländedaten und -modelle Digitales Geländemodell Geometrisches Datenmodell Punktdaten Liniendaten Vektordaten Flächendaten Positions und Höhendaten

5 Geländedaten und -modelle Abb.1: Gelände aus dreidimensionales Höhenfeld

6 Geländedaten und -modelle Digitales Geländemodell Geometrisches Datenmodell Punktdaten Liniendaten Vektordaten Flächendaten Positions und Höhendaten Höhenfeld Objektdaten Oberflächendaten

7 Triangulation Reguläre Dreiecksnetze Triangulated Regular Network (TRN) - regelmäßige Dreiecke - schlechtere Näherung - geringeres Datenvolumen - Verarbeitung schneller

8 Triangulation Abb.2: Reguläre Dreiecksnetze (TRN)

9 Triangulation Reguläre Dreiecksnetze Triangulated Regular Network (TRN) - regelmäßige Dreiecke - schlechtere Näherung - geringeres Datenvolumen - Verarbeitung schneller Irreguläre Dreiecksnetze Triangulated Irregular Network (TIN) - unregelmäßige Dreiecke - gute Näherung - größeres Datenvolumen - Verarbeitung langsamer

10 Triangulation Abb.3: Irreguläres Dreiecksnetz (TIN)

11 Triangulation Abb.4: Irreguläres Dreiecksnetz (TIN) in 3D-Darstellung

12 Darstellung und Sichtbarkeit Verfahrensansätze Konservative Verfahren Näherungsverfahren Sichtbarkeitsermittlung Z-Buffer Algorithmus (Punkttiefe) Raytracing Verfahren (Sehstrahlschnittpunkte) Hidden-Line Algorithmus (sortierte Bäume) Datenreduktion Level of Detail Visibility Culling Hierarchische und kombinierte Verfahren

13 Datenreduktionsmethoden Contribution and Detail Culling - Entfernung von Objekten kleiner projizierender Flächen Frustum Culling - Entfernung der Objekte außerhalb der Blickpyramide Occlusion Culling - Entfernung verdeckter Objekte, virtuelle Occluder Backface Culling - Entfernung der rückseitigen Flächen LOD Filtering und Clipping - Entfernung unnötiger Details - Bild und Objektgrenzen und -überlappungen

14 Datenreduktionsmethoden Abb.5: Dreiecksnetz nach Blickpyramidenfilderung (Draufsicht) Frustum Culling

15 Datenreduktionsmethoden Abb.6: Dreiecksnetz vor und nach Backface Culling Backface Culling

16 Datenreduktionsmethoden Abb.7: Dreiecksnetz vor und nach Occlusion Culling Occlusion Culling

17 Mobile Terrain Engines Spezielle Hard-/Softwareanforderungen - Verarbeitungsgeschwindigkeit - interner Arbeitsspeicher - externer Datenspeicher - Datenaustausch und Protokolle - Datenverwendung Optimierungsmöglichkeiten Implementierung

18 Mobile Terrain Engines Spezielle Hard-/Softwareanforderungen Optimierungsmöglichkeiten - Datenreduktion - Datenaufbereitung - Datenverarbeitung - Datendarstellung - Hardwareunterstützung - spezielle Bibliotheken Implementierung

19 Mobile Terrain Engines Spezielle Anforderungen Optimierungsmöglichkeiten Implementierung - Wahl der Entwicklungsumgebung - Wahl der Programmiersprache - verfügbare Applikationen - verfügbare Bibiotheken

20 Ausblick Steigerung von Datenumfang und -qualität Weiterentwicklung der Hardware miniaturisiertere Hardware leistungsfähigere Hardware günstigere Hardware Nachfrage nach neuen Anwendungen Nachfrage nach neuen technischen Lösungen neue Anforderungen an Soft- und Hardware All-In-One Lösungen

21 Ausblick Steigerung von Datenumfang und -qualität Weiterentwicklung der Hardware miniaturisiertere Hardware leistungsfähigere Hardware günstigere Hardware Nachfrage nach neuen Anwendungen Nachfrage nach neuen technischen Lösungen neue Anforderungen an Soft- und Hardware Die angewandten Lösungsmethoden mobiler und stationärer Anwendungen sind letztendlich ähnlich oder sogar die gleichen.

22 http://www.users.fh-salzburg.ac.at/~rgraf