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Globes virtuels Nouveaux développement et applications
Prof. Dr. Stephan NebikerFHNW Fachhochschule NordwestschweizHochschule für Architektur, Bau und GeomatikInstitut Vermessung und Geoinformation
© 2010 FHNW / IVGI
[email protected]
geo.3d: Innovations et développements des géodonnées 3D en SuisseHEIG-VD, Yverdon, 17 november 2010
Contenu
Introd ction / objectifsIntroduction / objectifs
Globe virtuel i3D
Actualité: recherche, développement et application
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Perspective: OpenGlobe SDK et i3D Open Source ?
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Globes virtuels Technologies actuelles– Google Earth– Microsoft Bing Maps 3DMicrosoft Bing Maps 3D– NASA World Wind– ESRI ArcGlobe– Leica TITAN– …
Seuils de performance marquants
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– streaming de très gros jeux de données– grandes quantitiés de POI & objets 3D– intégration des recherches Web
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Globes virtuels – les premières 10 années folles
1997/98 Fondation de Skyline Software 2004 Google achète KeyholeSystems & Viewtec
2000 Fondation de GEONOVA(FHNW) et Google
2001 "Flug durch die Schweiz" (GEONOVA): 1er visualisation d‘un pays entier basée sur le W b
NASA lance World Wind
2005 Lancement de Google EarthLeica lance Virtual ExplorerMicrosoft achète GeoTango
2006 Microsoft lance Virtual Earth (aujourd’hui: Bing Maps 3D). IGN (F ) l Gé P t il (3D)
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Web.Fondation de Keyhole
2002 Fondation de 3D GEO(HPI Potsdam) etGeoTango (York University)ESRI lance ArcGlobe (env.)
IGN (Fr) lance GéoPortail (3D)
2008 Autodesk reprend 3D GEO
2010 Apple achète Poly9
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Spectre d‘application des globes virtuels: hier une vision, aujourd‘hui la réalité
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Nebiker, 2003.GMT2003, Pontresina
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Introd ction / objectifsIntroduction / objectifs
Globe virtuel i3D
Actualité: recherche, développement et application
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Perspective: OpenGlobe SDK et i3D Open Source ?
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Motivation pour le propre globe virtuel i3D à la FHNW
Faiblesses des globes existants:g
– pas de contenus « streamable », dynamique ou en temps-réel
– intégration limitée de jeux de données spécifiques au client (p. ex. SwissImage)
– pas d’intégration de données alti. spécifiques au client (p. ex. MNT25, MNT-MO)
– extensibilité limitée (p.ex. langage de programmation libre etc.)
– Développement d’algorithmes/scripts de base impossible!
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Développement d algorithmes/scripts de base impossible!
– p.ex. superposition de vidéos (Augmented Reality/Mixed Reality)
– p.ex. streaming de nuages de points
– p.ex. applications côté-serveur
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Demo
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Particularités / caractéristiques
Globe virtuel de la FHNW
q
– moteur de géo-visualisation 3D de 3ème génération
– rendu ellipsoïdique sur l‘ellipsoïde WGS-84
– optimisé pour la nouvelle génération de GPUs et CPUs
– prévu pour l‘intégration de données temps-réel
Canaux de contenu en streaming
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Canaux de contenu en streaming
– pour des données altimétriques, images, POI et objets 3D, et nouvellement pour les
nuages de points.
– streaming par le réseau ou par des lecteurs locaux
– pré-traitement à l‘aide d‘algorithmes de parallélisation
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Bases géodésiques de i3D
Système de référence géodésique
– ellipsoïde WGS-84 et datum& modèle de géoïde mondial
– enregistrement et représentationde hauteurs orthométriques
– viewer: en WGS-84 géocentrique
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Partitionnement & indexage des données images et altimétriques– division lat-lon avec projection Mercator– limite de latitude env. ± 85°
(≈ jeu de données mondial quadratique)– index quadtree
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Streaming de géodonnées
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Données altimétriques dans les globes virtuels
Modèles raster/grille vs. TIN
grille TIN
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+ structure simple (≈ images)– régions lisses: redondance– triangles inutiles (visualisation)– inadapté pour du haut niveau de
détail
– structure de données complexe à traiter et manipuler
+ modélisation de terrain sans redondance+ extensible: surfaces 3D etc.
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Introd ction / objectifsIntroduction / objectifs
Globe virtuel i3D
Actualité: recherche, développement et application
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Perspective: OpenGlobe SDK et i3D Open Source ?
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Sujets de recherche et activités dans le domaine des globes virtuels
De la visualisation 3Dde paysage interactive…
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…à une plateformede géocollaboration 3Det d’informationen temps réel et de haute qualité
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Intégration de capteurs mobiles dans i3D via un framework de géocollaboration
intégration de données vidéo
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Virtual & Augmented Monitoring – projet CTI UAVision
Applications « 3D-Monitoring- & Rapid Mapping » basée sur des images de mini-drones (Mini UAS) en temps-réel
But du projetDatalink léger et sans-fil pour des capteurs image multi-usages
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Acquisition d’images et Mission-Management complet directement intégré dans le globe virtuelSupport de divers mini-drones (ailes fixes & hélicoptères)
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UAVision Software Suite – sur la base de i3D
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UAVision – Mission Management dans le globe virtuel i3D
Mission Planning
Mission Simulation
Mission Control
Virtual Piloting
Real-time Monitoring
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Real time Monitoring– Virtual Monitoring– Augmented Monitoring
Rapid Mapping
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Monitoring d‘objets réels dans un environnement de Mixed Reality
Superposition de vidéo issues de drones dans le globe virtuel
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Projet CTI UAVision – scénarios d‘application
Monitorage en temps réel et cartographie par mini-dronesMonitorage en temps réel et cartographie par mini drones
– Surveilleance / lutte contre les incendies de forêts et de brousse
– Inspection et surveillance de pipeline
– Cartographie rapide de catastrophes naturelles (tremblements de terre,
inondations)
– Surveillance et analyse du trafic
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Surveillance et analyse du trafic
– Applications de télédétection en agronomie, foresterie et environnement
– …
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Paradigmes alternatifs de modélisation 3D
pour des vues terrestres riches en détails
Approche de modélisation à partir d’images
Prises de vue panoramiques en véhicule– p. ex. Google Street View
Prises de vue perspectives– p. ex. Microsoft PhotoSynth
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Modélisation à partir de nuages de points
'Rich Point Clouds' issus de MLS
Rôle central des globes virtuels!
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Support de nuages de points 3D dans le globe virtuel i3D (Sparse Voxel Octree)
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Nuages de points 3D dans le globe virtuel (FHNW Campus Muttenz)
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Notion de temps dans les globes virtuels? (Solothurn 1830 in Google Earth)
Fernsehbeitrag SF Einstein& 3D-Szene Google Earth
www.fhnw.ch/habg/solothurn3d
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Temps (et sémantique) dans les globes virtuels – exemple de Soleure 1830
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Visualisation d’informations dans les globes virtuels
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Dissertation S. BleischBTh: Läderach (2007), Burkhard (2008), Cavegn (2009)
iPointer® OverviewiPointer®Toolbox
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Le globe virtuel comme ordinateur base pour les LBS 3D!
WWW
iPointer®1
© 2010 FHNW / IVGIiPointer®Platform
i3D-basedObject Identification
+Content Aggregator
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Introd ction / objectifsIntroduction / objectifs
Globe virtuel i3D
Actualité: recherche, développement et application
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Perspective: OpenGlobe SDK et i3D Open Source ?
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OpenGlobe SDK SDK multiplateforme pour les globes virtuels avec env. 300 fonctions
Support pour: C++, C#, Visual Basic, Python, Java …
Échelonable des smartphones jusqu’aux PC haut-de-gamme
Support des plateformes 32- et 64-bit
Réalisation simple d’applications « globes
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Réalisation simple d applications « globes virtuels » sur toutes les plateformes
Tourne dans les navigateurs Web avec WebGL (Firefox, Chrome, Safari, Opera) ou Plugin (IE).
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Production de sa propre application « globe virtuel »
Un globe virtuel en 4 lignes de code…
int window = ogCreateWindow(640,480,32,false);int globe = ogCreateVirtualGlobe(window);ogAddImageLayer(globe,"http://www.myglobe3d.com/images/world500");ogAddElevationLayer(globe, "http://www.myglobe3d.com/elevation/srtm");
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i3D comme projet Open Source
« Call for Expression of Interest » en cours– feedback positif
Planification temporelle– travaux préparatoires / consolidation OpenGlobe SDK: jusqu’à Q1/2011– démarrage prévu: Q2/2011
Intéressé?
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– e-mail à [email protected]
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Résumé
Globes virtuels 3D
beaucoup plus que les solutions de visualisation Web 3D
Ra&D: temps réel, géocapteurs, collaboration, Mixed Reality, 3D LBS
globe virtuel comme capteur
nuages de points 3D (Rich Point Clouds)
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nuages de points 3D (Rich Point Clouds)nouveau paradigme pour la modélisation urbaine 3D (+ modèles à partir d’images)
i3D Open Source: alternative possible aux globes virtuels commerciaux
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Merci beaucoup pour votre attention!
Questions ? Contributeurs:
[email protected]
– Martin Christen– Hannes Eugster– Kevin Flückiger– Robert Wüest– Susanne Bleisch– Andreas Barmettler
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EuroSDR Project on Virtual Globes, Final Project Report, www.eurosdr.net
– Lukas Läderach– Joel Burkhard– Stefan Cavegn– Jonas Schmid
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