Střední škola aplikované kybernetiky s.r.o. PÍSEMNÁ OBHAJOBA PRAKTICKÉ MATURITNÍ ZKOUŠKY SBOR KNĚZE AMBROŽE 3D MODEL BUDOVY PRO GOOGLE EARTH Téma: Vytvořte 3D model libovolné stavby ve svém okolí pro umístění na Google Earth DOMINIK DVOŘÁK
OBSAH 1. ÚVOD... 3 2. REŠERŠE... 4 3. POSTUP PRÁCE 3.1 VÝBĚR OBJEKTU... 5 3.2 FOTOGRAFOVÁNÍ... 6 3.3 VÝROBA FOTOTEXTUR... 7 3.4 MODELOVÁNÍ OBJEKTU... 8 3.5 OPTIMALIZACE A UPLOAD MODELU... 9 4. SHRNUTÍ... 10 [ 2 ]
1. ÚVOD Google Earth je virtuální glóbus dříve známý jako Earth Viewer. Tento software byl vytvořen firmou Keyhole, a v roce 2004 zakoupen portálem Google. Jedná se o program, který umožňuje prohlížet Zemi jako ze satelitu. Umožňuje se podívat kamkoli na Zemi a prohlížet si satelitní snímky, mapy, terén a prostorové budovy. - wikipedia K modelování fotorealistických 3D modelů budov pro virtuální glóbus Google Earth jsem se dostal již v třetím ročníku studia SŠAK. Na jaře roku 2009 jsem vytvořil model objektu Podnikatelského centra, ve kterém sídlí naše škola. V bezplatném programu pro 3D modelování Google SketchUp jsem vytvořil fotorealistický model budovy, který jsem přes webové prostředí nahrál do Galerie 3D objektů a zažádal o publikování v programu Google Earth. Po uplynutí zhruba jednoho měsíce se můj model objevil ve vrstvě prostorových budov a od té doby si naši školu může prohlédnout kdokoliv na světě, kdo má přístup k internetu. Profil Podnikatelského centra (Galerie 3D objektů) Podnikatelské centrum (Google Earth) [ 3 ]
2. REŠERŠE Průzkum města Hradce Králové v programu Google Earth ukázal, že je zde vymodelováno velmi málo prostorových budov. V historickém centru města byl v době před zahájením mé praktické zkoušky jediný model, Bílá věž od Radka Věcheta. Mimo centrum Hradce Králové byly ve vrstvě prostorových budov vymodelovány objekty jako benzínová pumpa na Brněnské ulici, Fakulta Vojenského zdravotnictví Univerzity obrany, Podnikatelské centrum na Hradecké, panelový dům na Pražském předměstí a pár garáží za obchodním centrem Futurum. Významné kulturní památky jako Muzeum východních Čech, Galerie moderního umění, Okresní dům, Katedrála sv. Ducha, Labská elektrárna, Gymnázium J. K. Tyla a mnohé další naprosto chyběly. Model Bílé věže od Radka Věcheta (Google Earth) Další 3D objekty od uživatele AgeCZ (Google Earth) [ 4 ]
3.1 VÝBĚR OBJEKTU První den praktické zkoušky jsem věnoval výběru vhodného objektu pro digitalizaci. Nejprve jsem provedl průzkum na internetu, na webových stránkách města Hradce Králové. Poté jsem procházel město a hodnotil možné objekty podle následujících kritérií: 1. Kulturní význam objektu 2. Originalita objektu (architektonické řešení) 3. Podmínky pro fotografování (vzdálenost okolní zástavby, počet překážek a stromů v okolí, dostupnost objektu ze všech stran) Po důkladném zvážení jsem vybral Sbor kněze Ambrože, soubor staveb církve československé husitské od architekta Josefa Gočára, postavený v letech 1926 29 v nové zálabské čtvrti. Soubor staveb má trojúhelníkový půdorys a je osově souměrný kolem podélné osy. V těžišti půdorysu se nachází 26 metrů vysoká hranolová zvonice, připojená nadzemním krčkem k jednolodnímu kostelu s postranními ochozy. Na protější straně objektu se nachází dvě budovy, farní a diecesní. Vnitřní nádvoří je ohraničeno sloupovou galerií s kolumbáriem. [ 5 ]
3.2 FOTOGRAFOVÁNÍ Důkladné vyfotografování objektu ze všech stran bylo nezbytné pro další postup. Pořídil jsem okolo 100 fotografií objektu, které jsem využil jako referenci pro modelování, a ty nejvhodnější jsem dále zpracovával pro textury. (viz. další kapitola) Při fotografování objektu je nutné myslet i na světelné podmínky. Je nežádoucí mít na fotografiích ostré stíny, které se při výrobě fototextur obtížně odstraňují. Proto je pro fotografování ideální počasí polojasno až oblačno. [ 6 ]
3.3 VÝROBA FOTOTEXTUR Časově nejnáročnější částí práce je výroba fototextur. Prvním krokem od fotografie k textuře je odstranění perspektivy. Dále se fotografie musí oříznout na přesný rozměr stěny. Třetím a nejnáročnějším úkolem je vyretušování kazů a nežádoucích předmětů (např. dráty, větve stromů, chodci, auta,...) Celkem jsem vytvořil 40 unikátních fototextur. Některé z nich jsem musel kvůli jejich šířce poskládat z více fotografií. K úpravě textur jsem používal program Adobe Photoshop. [ 7 ]
3.4 MODELOVÁNÍ OBJEKTU Tvorba 3D modelu v programu Google SketchUp je v porovnání s retušováním fotografií poměrně nenáročná záležitost. Program umožňuje velmi rychlé a jednoduché modelování. Po zhotovení monochromatického modelu budovy jsem vytvořil 40 různých materiálů, obsahující fototextury. Tyto materiály jsem pak aplikoval na příslušné stěny a za pomoci kotevních bodů je přizpůsobil přesně na velikost stěn. Po aplikování textur jsem objevil určité nedostatky v geometrii, které jsem vzápětí opravil. Také jsem vytvořil průchody skrz některé budovy a další dekorativní záležitosti, jako např. brány a oltář na nádvoří. [ 8 ]
3.5 OPTIMALIZACE A NAHRÁNÍ MODELU Pro rychlé a kvalitní zobrazení v programu Google Earth je potřeba dodržet co nejnižší počet polygonů a co nejmenší datovou velikost fototextur. Delší rozměr textur ve většině případů nepřesahuje 512 pixelů a každá textura má průměrně 50kB. Oblé objekty jsem zjednodušil (např. válcové sloupy v galerii jsem za pomoci vhodné textury ztvárnil jako hranoly) a tím významně snížil počet polygonů v modelu. Závěrečným krokem práce bylo nahrání modelu do webové Galerie 3D objektů a podání žádosti o přijetí do vrstvy prostorových budov v programu Google Earth. Při splnění všech podmínek pro přijetí by měl být model do měsíce schválen. [ 9 ]
4. SHRNUTÍ Hradec Králové je kulturně velmi významné město, především po stránce architektury. Přišla mi nesmírná škoda, že téměř žádná z mnoha důležitých staveb nemá svůj model na celosvětově známém glóbu, zatímco naprosto nevýznamné objekty, jako například benzinová pumpa, ano. Podařilo se mi vytvořit realisticky vypadající model architektonicky zajímavé královéhradecké stavby, a tím o její existenci informovat široké spektrum lidí. Kromě grafického editoru Adobe Photoshop jsem používal výhradně bezplatný software od firmy Google, konkrétně program pro 3D modelování Google SketchUp a virtuální glóbus Google Earth. [ 10 ]
Praktická maturitní zkouška z odborných předmětů 2010 Dominik Dvořák www.dominikdvorak.com Zkoušející: Mgr. Bc. Pavel Trnka Přísedící: Bc. Simona Trnková [ 11 ]