SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GEODETSKI FAKULTET Zavod za kartografiju i fotogrametriju Diplomski rad IZRADA PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM STVARNOSTI ZA MODELIRANJE TOPOGRAFIJE Izradio: Matija Balaško Mentor: doc. dr. sc. Dražen Tutić Druga mentorica: dr. sc. Ana Kuveždić Divjak Voditelj: doc. dr. sc. Dražen Tutić Zagreb, rujan 2017.
51
Embed
IZRADA PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM...Topografski znakovi za vegetaciju i poljoprivredne kulture Nazivi (imena reljefnih elemenata, komunikacija, javnih zgrada) Reljef se na topografskim
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GEODETSKI FAKULTET
Zavod za kartografiju i fotogrametriju
Diplomski rad
IZRADA PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM
STVARNOSTI ZA MODELIRANJE TOPOGRAFIJE
Izradio: Matija Balaško
Mentor: doc. dr. sc. Dražen Tutić
Druga mentorica: dr. sc. Ana Kuveždić Divjak
Voditelj: doc. dr. sc. Dražen Tutić
Zagreb, rujan 2017.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
Autor
Ime i prezime: Matija Balaško
I. Diplomski rad
Naslov: Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije
Mentor: doc. dr. sc. Dražen Tutić
Voditeljica: dr. sc. Ana Kuveždić Divjak
II. Ocjena i obrana
Datum zadavanja zadatka: 16.01.2017.
Datum obrane: 22. 09. 2017.
Sastav povjerenstva pred kojim je branjen diplomski rad:
1. doc. dr. sc. Dražen Tutić
2. dr. sc. Ana Kuveždić Divjak
3. doc. dr. sc. Ivka Kljajić
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
Zahvala
Zahvaljujem se mentoru doc. dr. sc. Draženu Tutiću na zanimljivoj predloženoj temi, velikoj
pomoći kod izrade pješčanika i uputama kako poboljšati diplomski rad.
Također se zahvaljujem drugoj mentorici dr. sc. Ana Kuveždić Divjak na savjetima pri izradi i
pisanju ovog rada.
Hvala svim prijateljima i kolegama koji su uljepšali moje studentske dane i s kojima sam
proveo mnoge nezaboravne trenutke.
Posebna zahvala mojoj obitelji na pruženoj potpori i osloncu tijekom cjelokupnog školovanja.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
IZRADA PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM STVARNOSTI ZA MODELIRANJE
TOPOGRAFIJE
Sažetak: U okviru diplomskog rada objašnjeni su osnovni pojmovi vezani uz prikaze reljefa
Zemlje poput topografske karte i digitalnog modela reljefa. Naveden je njihov značaj u
pogledu modernog života ljudi prepunog putovanja, promjene mjesta stanovanja i općenito
snalaženja u okolini u kojoj žive. Spomenuta je dopunjena stvarnost kao jedna od modernih
tehnologija čiji je cilj olakšati svakodnevne rutinske navike ljudi, poboljšavanje uvjeta života
te njezina uloga u lakšem savladavanju pojedinih grana ljudske djelatnosti. Uz to, nabrojani
su neki zanimljivi primjeri njezinog korištenja. Prikazani su sastavni dijelovi pješčanika s
dopunjenom stvarnosti i njegove mogućnosti zbog kojih je postao popularan u muzejima i
školama diljem svijeta. Na Geodetskom fakultetu izrađen je potpuno funkcionalan pješčanik
pri čemu su detaljno navedeni svi koraci koji su potrebni za njegovo kompletiranje. Za kraj,
prikazane su njegove mogućnosti, izrađene su edukativne vježbe za učenike osnovne i
srednje škole te studente Geodetskog fakulteta sukladno njihovoj dobi i razini znanja.
Navedene vježbe izrađene su sukladno kurikulumu te nastavnom planu i programu za
određeni stupanj obrazovanja čime su primjenjive u svim hrvatskim školama.
LITERATURA ........................................................................................................................................... 42
POPIS SLIKA ........................................................................................................................................... 45
POPIS TABLICA ....................................................................................................................................... 46
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
1
1. UVOD
Pojavom modernih tehnologija otvorio se prostor za razvoj sve većeg broja alata za
vizualizaciju stvarnog svijeta s pomoću računalnih programa. Dopunjena stvarnost, kao jedan
od dobrih primjera za to, svoju je upotrebu pronašla diljem svijeta u različitim animacijama i
prikazima kao dobar alat za igru, prostorno planiranje te vizualizaciju najrazličitijih aspekata
ljudske djelatnosti.
Zanimljiv primjer uporabe dopunjene stvarnosti je pješčanik s dopunjenom stvarnosti
razvijen na Sveučilištu u Kaliforniji (eng. University of California, Davis) kao rezultat projekta
koji je financirala Nacionalna zaklade za znanost (eng. National Science Foundation, NFS) na
temu znanstvene edukacije za slatkovodna jezera i znanosti o vodi. Rezultat je suradnje
nekoliko znanstvenih institucija: Centra za aktivnu vizualizaciju u znanostima vezanima uz
Zemlju (eng. UC Davis’ W.M. Keck Center for Active Visualization in the Earth Sciences
(KeckCAVES), Centra za istraživanje okoliša jezera Tahoe (eng. UC Davis Tahoe Environmental
Research Center), Znanstvenog centra Lawrence (eng. Lawrence Hall of Science), te
Znanstvenog centra za proučavanje jezera i akvarija (eng. CHO Lake Aquarium and Science
Center).
Navedeni projekt objedinjuje 3D aplikacije za vizualizaciju s običnim pješčanikom u svrhu
učenja različitih koncepata vezanih uz znanosti o zemlji. Pješčanik s dopunjenom stvarnosti
tako omogućuje korisnicima da kreiraju topografske modele oblikujući stvarni pijesak na
kojem se zatim s pomoću Xbox Kinect kamere i projektora prikazuju različite boje i izohipse,
te je stvorena mogućnost simuliranja efekta kretanja vode. Time se na lakši način usvajaju
znanja vezana uz geografiju, geologiju, hidrologiju poput korištenja topografske karte,
značenja izohipsi, reljefnih oblika, te ponašanja vode. Isto tako, jedna od važnijih mogućnosti
je fizičko oblikovanje topografskih modela koji se zatim mogu skenirati u računalo te se
iskoristiti kao podloga za razne grafičke efekte i simulacije.
Upravo zbog jednostavne uporabe i zanimljivog grafičkog prikaza pješčanici s dopunjenom
stvarnosti sve se više pojavljuju u školama, fakultetima i muzejima gdje ih posjećuju ljudi
raznih dobnih kategorija i uživaju u mogućnostima koje oni pružaju. U sklopu diplomskog
rada izrađen je potpuno funkcionalan pješčanik s dopunjenom stvarnosti za potrebe
modeliranja topografije koji će ostati na Geodetskom fakultetu i služiti kao alat za lakše
usvajanje pojmova vezanih uz topografiju i reljef.
Princip rada pješčanika zasniva se na uporabi Xbox Kinect kamere koja se nalazi iznad
pješčanika i mjeri udaljenost do pojedine točke, odnosno njezinu visinu. Te informacije
obrađuje softver koje zatim koristi projektor za prikaz reljefnih oblika na pijesku s pomoću
hipsometrijske skale boja te izohipsi.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
2
2. PRIKAZIVANJE OBLIKA RELJEFA ZEMLJE
2.1 Reljef i reljefni oblici
Reljef je skup oblika Zemljine površine uključujući sve ravnine i neravnine, uzvišenja i
udubljenja (Ivković 2012). U usporedbi s drugim elementima koji se prikazuju na planovima i
kartama, reljef je kao kontinuirani trodimenzionalni element najteže prikazati zbog složenih
formacija koje nastaju pod utjecajem različitih sila koje oblikuju Zemljinu površinu. U skladu s
time, Zemljina ploha odlikuje se velikim bogatstvom specifičnih oblika koje nazivamo
geomorfološki oblici ili oblici reljefa Zemlje. Navedene sile dijele se u dvije velike skupine
geomorfoloških sila. Prvu čine sile koje djeluju iz unutrašnjosti Zemlje i koje se nazivaju
unutrašnje ili endogene sile (epirogenetski i orogenetski pokreti, vulkanske aktivnosti,
potresi). Posljedica djelovanja endogenih sila su veliki oblici na plohi Zemlje koji se nazivaju
tektonski ili strukturni oblici. Drugu skupinu čine sile koje na Zemlju djeluju izvana, tj. iz
atmosfere i koji se nazivaju vanjske ili egzogene sile (sunce, padaline, vjetrovi, temperatura,
plima, oseka) i oblikuju u prvom redu karakteristične male ornamentalne oblike reljefa
Zemlje (Poslončec-Petrić i dr. 2002). Kako bi se različiti oblici Zemlje prikazali na planovima i
kartama, potrebno je prikupiti prostorne podatke o ravninama i neravninama odabranog
dijela Zemljine površine. Isto se postiže korištenjem različitih metoda među kojima su
najvažnije geodetske metode. Odabir određene metode ovisi ponajprije o veličini i obliku
dijela Zemljine površine koji se želi snimiti te zatim i potrebnoj točnosti ovisno o svrsi za koju
će se koristiti dobiveni podaci. Geodetske metode snimanja reljefa se, s obzirom na položaj
instrumenta i opažača, dijele u dvije skupine:
Neposredne - instrument i opažač nalaze se na površini Zemlje, na odgovarajućim
točkama reljefa koje se snimaju
Posredne - snimanje reljefa provodi iz zraka ili iz svemira
Neposredne metode snimanja reljefa su:
Ortogonalna metoda
Polarna metoda
Nivelman
Satelitsko pozicioniranje (GNSS)
Posredne metode snimanja reljefa su:
Fotogrametrija
Daljinska istraživanja
Podaci o snimljenom reljefu dobiveni geodetskim metodama interdisciplinarnog su karaktera
i osim u geodeziji koriste se u mnogim drugim područjima kao što su: graditeljstvo,
arhitektura, radiokomunikacije, urbanizam i prostorno planiranje, agronomija, šumarstvo,
promet, telekomunikacije (Cigrovski-Detelić 2007). Snimljeni podaci se obrađuju i odabirom
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
3
21.3 23.2 40.2 25.2
75.5
66.4
60.3
65.3
50.6
60.3
69.3
54.4
80.2
95.2
80.2
70.4
13.2
21.3
23.2 40.2
25.2
25.1
55.2
48.2
45.3
75.1
50.2
75.1
52.4
70.4
90.3
105.2 75.5
66.4
60.3
određene metode prikazuju na kartama. Izbor određene metode ponajprije ovisi o namjeni i
točnosti karte te subjektivnom stilu opažača. Pojedine tehnike su orijentirane na vizualizaciju
zemljišnih oblika, njihovu preglednost i ljepotu, dok druge metode daju više analitičkih
rezultata kojima se iskazuju precizne visine i strukturalne informacije. Kombinacijom
navedenih tehnika dobivaju se rezultati koji podjednako vrednuju vizualnu i analitičku
komponentu. Složenost prikaza reljefnih oblika proizlazi iz njihove neprekidne i
trodimenzionalne strukture karakterizirane malim kompleksnim oblicima. Reljef se može
prikazati u ravnini sljedećim metodama:
Geometrijske metode - kote i izohipse
Prostorne metode - šrafe, signature, sjenčanje i boja
Kombinirane metode
Određene metode poput kota, izohipsa i različiti intenziteti boja daju bolju kvantitativnu
razinu karti budući da su poznate točne vrijednosti visina određenih točaka i izohipsa,
odnosno različitih nijansa boja. S druge strane, metode šrafura i sjenčanja daju kvalitativnu
razinu, odnosno ljepši vizualni prikaz s nepoznavanjem točne vrijednosti visine određene
točke. Reljef se može prikazati i trodimenzionalno:
Grafički - profili, perspektivni i izometrijski prikazi
Digitalni modeli reljefa (DMR)
A) B) C)
D) E) F)
Slika 1: Različiti načini prikaza reljefa: A) šrafe B) hipsometrijska skala boja C) kote D) izohipse E) signature F) crtež stijena (Poslončec-Petrić i dr. 2002)
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
4
2.2 Topografska karta
Za tehnički i društveni razvoj današnje civilizacije, odnosno za potrebe donošenja prostornih i
urbanističkih planova, projektiranje i izgradnju raznovrsnih građevinskih objekata,
istraživanje i analizu osobitosti pojedinih prostornih cjelina te za mnoge druge svrhe koriste
se topografske karte i planovi. Topografska karta je opća geografska karta s velikim brojem
informacija o mjesnim prilikama prikazanog područja, koje se odnose na naselja, prometnice,
vode, vegetaciju, oblike reljefa Zemlje i granice teritorijalnih područja pri čemu su svi
navedeni projekti na topografskoj karti prikazani s jednakom važnošću (Frangeš 2012).
Uobičajeno bi topografska karta morala sadržavati sljedeće elemente (Ivković 2012):
Matematička osnova i geodetske točke državne izmjere
Vode i objekti na vodi (bunari, izvori, tekućice, jezera, mora)
Komunikacije svih vrsta (željeznice, ceste, putovi, telekomunikacije)
Vanjski portovi 1 SD 1 HDMI 1 utor za slušalice i mikrofon 2 USB 2.0 1 USB 3.0 1 RJ-45
Dimenzije 37.8 x 26 x 2.5 cm
Težina 2.23 kg
Napajanje 45 W
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
23
Slika 14: Prijenosno računalo HP (URL 20)
4.3 Softver
4.3.1 Linux Mint
Krajem 1991. godine Linus Torvalds objavio je prvu inačicu Linuxa, računalnog operacijskog
sustava slobodnog koda. Navedeni je prvotno razvio jezgru operacijskog sustava, a budući da
je kôd svima dostupan razvio se i cjeloviti operacijski sustav uz pomoć zajednice programera.
U počecima je razvijen kao sustav koji su koristili programeri, studenti i ljudi uključeni u
računalnu tehnologiju za eksperimentalni rad, a kasnije se raširio i postao jedan od
najzapaženijih operacijskih sustava (Bokhari 1995). Danas se pod Linuxom podrazumijeva
cjeloviti operacijski sustav koji se sastoji od Linux jezgre, GNU sistemskih programa i
aplikacija te grafičkog sustava. Ovisno o namjeni za koju se razvija, odnosno o željama i
potrebama autora i korisnika pojedinog sustava razvijen je velik broj inačica Linuxa. One se
mogu podijeliti u tri osnovne skupine ovisno kako se distribuiraju: u izvornom kodu, u zato
predviđenim paketima (koji sadrže izvršne inačice softvera) ili pak kao izvršni programi ili
skripte koje same instaliraju softver (Sanders 1998). Neke od najpoznatijih inačica Linuxa su:
Debian
Ubuntu
Mint
Fedora
Mandriva
Kali
Gentoo
Linux Mint operacijski je sustav dizajniran za rad na većini modernih računala, bilo 32 ili 64-
bitna. Omogućuje rad na računala i korištenje korisničkog sučelja kao alternativa nekim
poznatim operacijskim sustavima poput Microsoft Windowsa ili pak Applovog Mac OS-a.
Linux Mint se može instalirati uz već postojeće operacijske sustave na računala uz opciju
“dual boot” ili “multi-boot” gdje korisnik prilikom pokretanja računala sam može odabrati
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
24
koji operacijski sustav želi koristiti. To se postiže dijeljenjem jezgre na manje dijelove
(particije) i memorijske blokove. Takva metoda kreira najučinkovitiju korist od dostupnih
jezgri i nije oblik virtualizacije poput nekih drugih rješenja (Nomura 2011). Osnovna inačica
Minta na primjeru 3 sustava i 4 jezgre prikazana je na slici 15. Prilikom pokretanja računala
događaju se sljedeće radnje:
1. Procesor računala pokreće BIOS
2. BIOS učitava pripadajući „boot loader“
3. „Boot loader“ pokreće jezgru prvog operacijskog sustava koji se sam inicijalizira
4. Odabrani operacijski sustav pokreće programe i eliminira ostale operacijske sustave
Razvoj Mint-a započeo je 2006. godine postavljen na dokazanim temeljima Linux jezgre, Ubuntu i Debian sustava, GNU alata i Cinnamon korisničkog sučelja. Glavni cilj tog projekta je razvoj sustava više prilagođenog korisniku i učinkovitijeg u njegovim svakodnevnim zadacima. Istodobno, Mint želi omogućiti korisnicima da se lako prilagode naprednim tehnologijama umjesto da se te tehnologije pojednostavljuju i time smanjuju njihove mogućnosti. Upravo iz tog razloga raste mu popularnost u svijetu te ga iz dana u dan koristi sve veći broj korisnika. Izašle su 4 inačice Linux Mint prilagođene korisničkim zahtjevima:
Cinnamon
Mate
KDE
Xfce
Slika 15: Linux Mint korisničko sučelje (URL 21)
4.3.2 Vrui VR
Vrui VR (Virtual Reality User Interface) je razvojni alat za 3D grafičke aplikacije s naglaskom
na interaktivnost i kompatibilnost kod prikaza na različitim medijima. U skladu s time Vrui VR
omogućuje podjednako dobar prikaz na onim sustavima sastavljenima od jednog ili više
velikih ekrana i drugačijih prikaza poput 3D naočala (HTC Vive, Oculus Rifta) uz potpunu
prilagođenost korištenju 3D uređaja za unos informacija, ponajprije uređaja za igranje (URL
22).
Uz te mogućnosti Vrui se etablira kao alat za podršku razvoju preciznih i prijenosnih
aplikacija spremnih za korištenje. Precizno u ovom smislu podrazumijeva da se softver razvije
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
25
na jednom mediju, najčešće računalu, ali ispravno radi i na svim ostalim uređajima. Pri tome
je pretpostavka da se Vrui aplikacije ponašaju podjednako dobro kao bilo koje druge
originalne aplikacije za računalo i da su iste aplikacija podjednako efektivne i na drugim
medijima. Kao primjer za to na slici 16 prikazana je ista Vrui aplikacija na dva različita medija.
Slika 16: Prikaz iste Vrui VR aplikacije na dva različita medija (URL 22)
Grafički prikazi za različite medije, za razliku od uobičajene 3D grafike koja prezentira
virtualne fotografije korisniku, koriste prikaz kao ulaz u virtualni svijet. Kako bi se osigurao
prikaz bez značajnih distorzija veličina kuta u stupnjevima za virtualnu kameru mora se
poklapati s fizičkim ograničenjima.
Primjer za navedeno prikazan je na slici 17 gdje je vidljivo da kada korisnik sjedi na
uobičajenoj udaljenosti od monitora vidno polje iznosi samo 37° što je puno manje od onih
koje uobičajeno koriste kamere u 3D grafici. U takvim slučajevima prikaz na ekranu prepun je
distorzija, na primjer sfere prikazane na rubovima ekrana izgledat će kao elipsoidi. Kako bi se
postignula optimalna veličina vidnog polja korisnik bi se trebao pomaknuti veoma blizu rubu
monitora. Upravo navedeni problem glavni je razlog zašto se grafički prikazi za različite
medije tipično koriste veoma velike ekrane ili se prikazi nalaze jako blizu očima promatrača
(3D naočale).
Slika 17: Prikaz veličine vidnog polja ovisno o udaljenosti promatrača od ekrana (URL 22)
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
26
Vrui VR definira 3D parametre temeljene na poziciji promatrača i ekrana budući da su to
fizički mjerljive jedinice. Točna pozicija promatrača je definirana pozicijom njegovih očiju u
stvarnom svijetu, a ekrani su aproksimirani pravokutnikom odgovarajućih dimenzija. Takva
pozicija promatrača i ekrana točno definira parametre virtualne kamere uključujući vidno
polje. Prednosti takvog fizičkog modela je činjenica da u slučaju pravilno određene pozicije
promatrača i ekrana, 3D grafički prikazi uvijek će biti bez ikakvih distorzija. U konkretnom
slučaju kada se koristi više ekrana, navedeni prikazi će se uvijek savršeno poklapati (URL 22).
Vrui VR podrazumijeva da su svi grafički prikazu u punom zaslonu. To je izrazito važno zbog
prikaza na različitim medijima gdje ako korisnik prilikom kalibracije ne koristi takav zaslon
kasnije neće imati očekivane rezultate na svim medijima. Kako bi se postiglo da se korisnik,
ekran i okolina nalaze na točno poznatim pozicijama, pripadajući koordinatni sustav definira
se orijentacijom i veličinom. On u pravilu mora biti definiran pravilom desne ruke s jednakim
mjernim jedinicama, neovisno radi li se o metrima ili manjim mjernim jedinicama. Isto tako
odabir gdje će se u prostoru postaviti pojedine osi ostavljeno je korisniku na odabir prema
njegovim preferencijama.
Fizičke koordinate postavljaju se u sustave koji se prikazuju na ekranu budući da je to veoma
korisno za postizanje točnih rezultata oslobođenih distorzija. Navedeni sustav sastoji se
uobičajeno od jednog monitora i osobe koja stoji ispred njega kao korisnik. Ekran je definiran
sa svojom veličinom, pozicijom i orijentacijom koje koriste fizičke koordinate. Koordinatni
sustav je poravnan s površinom ekrana, a pozicija korisnika određena je relativno u odnosu
na njega što se može vidjeti na slici 18.
Slika 18: Konfiguracija fizičkog koordinatnog sustava za prikaz na ekranu (URL 22)
Uz Vrui VR potrebni programi za pokretanje pješčanika s dopunjenom stvarnosti su softver
Kinect koji konfigurira uređaj Xbox Kinect, konkretnije motor za prilagođavanje kuta kamere i
kamere za boju i dubinu te ga usklađuje s Vrui VR softverom. Naposljetku, softver naziva
SarndBox koristeći prethodno dva navedena softvera kao osnovu generira sam grafički prikaz
na zaslonu ekrana koji se potom pomoću projektora prikazuje na pijesku te time formira
prikaz pješčanika s dopunjenom stvarnosti.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
27
5. PROCES IZRADE PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM STVARNOSTI
U sklopu diplomskog rada izrađen je potpuno funkcionalan pješčanik s dopunjenom
stvarnosti za modeliranje topografije. Proces je započet izradom fizičkih dijelova samog
pješčanika, postolja, kutije u kojoj se nalazi pijesak, nosača za kameru i Kinect te su zatim
instalirani potrebni programi te je naposljetku izvršen proces kalibracije. Težilo se da
pješčanik bude što funkcionalniji, jednostavan/prilagođen za korištenje svim zainteresiranim
korisnicima te da troškovi za njegovu izradu budu što manji.
5.1 Izrada drvenog postolja i nosača
Tijekom planiranja za izradu drvenog postolja razmatrana je opcija da on bude postavljen na
kotačiće te da se time dobije mogućnost laganog prijenosa s jednog mjesta na drugi. Ta je
opcija odbačena budući da je prilično teško bilo pronaći kotačiće s dobrom kočnicom koji su
sposobni zadržati težinu samog pješčanika te bi se time izgubila prijeko potrebna stabilnost
dok on stoji. Isto tako razmišljalo se da li postaviti samu kutiju na četiri drvene noge ili neke
slične stative. Materijali koji su dolazili u obzir za postolje i nosač su drvo, metal i aluminij.
Postolje je na posljetku izrađeno koristeći dvije metalne uredske noge (slika 19) povezane 80
centimetara dugim veznikom.
Slika 19: Dimenzije i izgled uredske noge (URL 23)
Kutija u kojoj se nalazi pijesak izrađena je od bijelog iverala koji je povezan vijcima. Stranice
kutije i velika ploča naručeni su i izrađeni po mjeri te kasnije spojeni tako da tvore kutiju.
Unutarnje dimenzije pješčanika iznose 100*75 cm, a vanjske zbog debljine iverala od 2,5 cm
iznose 105*80 cm. Kutija je povezana s postoljem s pomoću velikih vijaka da se postigne što
veća stabilnost te je u nju stavljen kvarcni pijesak koji se kasnije dodatno oplemenio tako da
ima svojstva kinetičkog pijeska boljih karakteristika za oblikovanje i konstrukciju različitih
oblika u njemu.
Najteži dio je izrada nosača za Kinect kameru i projektor budući da oni moraju biti postavljeni
na točno određenoj poziciji iznad kutije s pijeskom te valja osigurati da budu što stabilniji.
Kompromis između ta dva elementa na kraju je postignut uz pomoć drvenog dna nosača u
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
28
obliku križa na koju su postavljene dvije grede spojene vijcima s pješčanikom te povezane još
jednom gredom na svom vrhu.
Kamera i projektor su potom obloženi zaštitnom spužvom te postavljeni na svoju poziciju uz
pomoć čelične vrpce koja ima karakteristiku da se lagano savija pa je pogodna za male
promjene pozicije u horizontalnom i vertikalnom smislu. Najveći nedostatak njenog
korištenja je manja stabilnost nego ona koja bi se postigla da su kamera i projektor učvršćeni
nekim fiksnim metalnim ili drvenim oblicima. Naravno za kraj uslijedilo je povezivanje
projektora i kamere za računalo, a završni izgled pješčanika vidljiv je na slici 20.
Slika 20: Fizički dio pješčanika s dopunjenom stvarnosti Troškovnik proizvoda koji su korišteni za izradu pješčanika prikazan je u tablici 3 pri čemu
valja naglasiti da prijenosno računalo, projektor i pojedini vijci nisu uzeti u obzir budući da
nije bila potrebna njihova kupovina.
Tablica 3: Troškovnik proizvoda korištenih kod izrade pješčanika
Proizvod Cijena Količina Ukupno
Uredska noga TEND T 600 235 kn 2 470 kn
Veznik za stol 170 kn 1 170 kn
Bijeli iveral 300 kn X 300 kn
Metalna traka 50 kn 1 50 kn
Zaštitna spužvica 15 kn 1 15 kn
Xbox Kinect kamera 300 kn 1 300 kn
Drvene grede 150 kn X 150 kn
Pijesak 25 kn 4 100 kn
Različiti vijci 50 kn X 50 kn
1505 kn
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
29
5.2 Instalacija programa
Na prijenosno računalo korišteno u ovom projektu najprije je instaliran Linux Mint. Započinje
se preuzimanjem programa sa službene internet stranice gdje se odabire proizvoljna inačica i
verzija navedenog programa u ISO obliku. U svrhu jednostavnijeg instaliranja program se
najprije pokreće s USB-a te se nakon otvaranja klikom na odgovarajuću ikonu započinje
instalacija programa. Prvi korak je odabir jezika na kojem želite da Linux Mint radi (slika 21)
te odgovor na pitanje želite li da se uz Linux Mint instaliraju i poneki softveri treće strane.
Slika 21: Odabir jezika prilikom instalacije Linux Mint-a U sljedećem koraku moguće je odabrati želite li da Linux Mint bude jedini instaliran ili da
bude instaliran uz već postojeće operativne sustave, u ovom slučaju Windows 10 (slika 22).
Odabrana je druga opcija gdje je prepušteno softveru da sam dodijeli dijelove jezgre, to jest
particije pojedinom operativnom sustavu.
Slika 22: Odabir konfiguracije Linux Mint-a
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
30
Nastavlja se odabirom mjesta gdje se nalazite te tipkovnice koja se želi koristiti (slika 23).
Slika 23: Odabir tipkovnice prilikom instalacije Linux Mint-a
Posljednji korak je popunjavanje podataka poput Vašeg imena, imena računala, korisničkog
imena te lozinke nakon čega se pokreće postupak instalacije koji traje desetak minuta (slika
24).
Slika 24: Popunjavanje osobnih podataka prilikom instalacije Lunux Mint-a
Nakon Linux Minta potrebno je instalirati pripadajuće programe Vrui VR, Kinect 3D i
SarndBox što je najjednostavnije učiniti upisivanjem naredbi u terminalu Linux Mint-a uz
pomoć već postojećih skripti kreiranih u tu vrhu. Za instalaciju Vrui Vr potrebno je unijeti
naredbe vidljive na slici 25, za Kinect 3D na slici 26 te za softver SARndbox naredbe na slici
27.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
31
Slika 25: Instalacija programa Vrui VR
Slika 26: Instalacija programa Kinect 3D
Slika 27: Instalacija programa SARndbox
5.3 Kalibracija
Prvi korak kod kalibriranja je određivanje jednadžbe početne plohe za pješčanik što je važno
jer se sve visine, izohipse, skala boja te efekt vode određuju relativno u odnosu na određenu
početnu plohu. Važno je da početna ploha bude ravnina jer bi u protivnom izohipse izgledale
loše i ne bi odgovarale stvarnom stanju u pješčaniku. Teoretski bi se početna ploha mogla
odrediti direktno s površine pijeska no budući da je pijesak teško izravnati dobro je koristiti
neki čvršći komad (karton) koji se postavi na pješčanik. Tako je određena početna ploha tog
čvrstog elementa, a budući da se ona mora spustiti na razinu pijeska to se postiže upisom
odgovarajuće vrijednosti u pripadajuću tekstualnu datoteku. Za navedeni postupak pokreće
se program RawKinect Viewer koji je dio Kinect 3D programskog paketa te se odabirom
opcije Extract Planes ispisuje jednadžba te plohe u prostoru slike kamere.
Drugi korak je određivanje pozicije rubova pješčanika kako bi se odredio pravokutnik koji je
granica prikaza za simulaciju vode. Isto se postiže odabirom opcije Measure 3D Positions
čime se odabiru rubovi pješčanika te dobivaju njihove trodimenzionalne koordinate. Važno je
pritom da površina pijeska bude otprilike poravnata odnosno da nema velike udubine ili
uzvisine na njemu.
Posljednji korak u postupku kalibracije je poravnanje 3D topografije koju mjeri Kinect kamera
s projektorom tako da se poklapaju izohipse i skala boja. To se ostvaruje odabirom programa
Calibrate Projector (slika 28). Za to je potreban određeni predmet koji će služiti kao meta. Na
primjer, može se upotrijebiti običan CD na koji se nalijepi papir te iscrta središte. Postupak se
zasniva na tome da se meta stavlja na točno određene pozicije u pješčaniku koji iscrtava
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
32
program te se one uklapaju sa središtem iscrtanim na meti. Time Kinect prepoznaje metu
kao 3D lokaciju čime se postiže poklapanje između 3D prostora kojeg mjeri Kinect i
projekcijskog prostora projektora. Potrebno je pritom postavljati metu u različitim
pozicijama na promjenjivim visinama (iznad pijeska, na pijesku, ispod pijeska) kako bi softver
dobio dovoljno podataka za kvalitetnu kalibraciju između ta dva sustava. Nakon prolaska
kroz sve prikazane točke softver izračunava projekcijsku matricu i vizualizira gdje se nalazi
meta u realnom vremenu crvenim crticama.
Slika 28: Treći korak kalibracije pješčanika (URL 24)
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
33
6. PRIMJENA PJEŠČANIKA S DOPUNJENOM STVARNOSTI U
OBRAZOVANJU
Tradicijski stil učenja koji se zasniva na jednosmjernoj komunikaciji između učenika i
profesora pokazao se sve manje učinkovitim za svladavanje gradiva. U tom stilu ne potiče se
učenike na sudjelovanju u nastavi, u konstruktivnom razmišljanju i donošenju zaključaka na
temelju vlastitog iskustva. Umjesto toga, učenici samo slušaju ono što im govore profesori
pri čemu većinu toga ne zapamte, a još manje zaista razumiju. Upravo iz tog razloga
mogućnosti koje nam nude moderne tehnologije prevelike su da se ne iskoriste u poticanju
učenika da kroz zanimljiviji pristup savladavaju gradivo. Time se postiže veća interakcija
učenika s profesorom, ali i međusobna interakcija s ostalim učenicima. Posebno je zanimljivo
učenicima korištenje fizički opipljivih i vidljivih alata za učenje umjesto tradicionalnog čitanja
knjiga i učenja puno teksta bez neke praktične primjene. Kroz korištenje takvih fizički
opipljivih stvari učenici najviše razvijaju svoja znanja i vještine te time razvijaju svoj puni
potencijal (Pantuwong 2016).
Naravno zbog tehničkih, financijskih i edukacijskih barijera nije za očekivati skoru primjenu
takvih alata u većini škola, posebice u Hrvatskoj gdje ulaganja u obrazovanje nisu na visokoj
razini. Uvijek valja voditi računa koje se prednosti i nedostaci dobivaju kroz ulaganje
financijskih sredstava i uvođenje takvih alata u škole, te na temelju toga valja donijeti
pravilnu odluku.
Pješčanik s dopunjenom stvarnosti zasigurno bi pronašao uporabu u svakoj učionici
geografije u hrvatskim školama, a neke od prednosti za njegovu implementaciju su:
Jeftin i dostupan hardver. Budući da je većina hrvatskih škola opremljena računalima i
projektorima valjalo bi osigurati Kinect kameru koja je jeftina i svima dostupna te
izraditi drveno postolje i nosače za kameru i projektor
Softver slobodnog koda što znači da ne postoji naknada za njegovo korištenje i
budući da je otvoren moguće ga je konfigurirati na način da odgovara potrebama
korisnika
Jedna od zanimljivijih primjena pješčanika s dopunjenom stvarnosti je za prikazivanje
fluvijalnih oblika poput: delta, rijasa, kanala, jezera, meandra i ostalih oblika. Na slici 30
oblikovana je delta u pješčaniku gdje se jasno vide njezini karakteristični dijelovi poput
kanala, terasa i obale (Hasan 2016).
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
34
Slika 29: Prikaz delte oblikovane u pješčaniku (Hasan 2016)
Nadalje, originalan primjer je i oblikovanje vulkanske morfologije u pješčaniku gdje se mogu
formirati dijelovi vulkana poput vulkanskog stošca, kanala i kratera. Dodatna mogućnost je
da se umjesto simulacije vode uz promjenu boje simulira tok magme iz vulkana (slika 31).
Slika 30: Prikaz vulkana oblikovanog u pješčaniku (Hasan 2016)
6.1 Osnovna škola
Osnovna škola predstavlja obveznu razinu odgoja i obrazovanja, kojoj je funkcija
osiguravanje stjecanja širokog općeg odgoja i obrazovanja. Time učenici dobivaju temeljna
znanja potrebna čovjeku za život, otvara im se mogućnost daljnjeg školovanja, postiže se
jednakost odgojno-obrazovnih mogućnosti, a s obvezom polaženja osnovne škole sprječava
se njihovo odgojno-obrazovno diskriminiranje i društveno marginaliziranje.
Osnovna razina odgoja i obrazovanja odnosi se na poučavanje učenika onim znanjima i na
razvijanje onih kompetencija koje će im biti potrebne za obnašanje različitih uloga u odrasloj
dobi. Stjecanje znanja u smislu usvajanja brojnih činjenica i generalizacija samo po sebi nije
dostatno čovjeku za život pa opće obrazovanje podrazumijeva primjenu najdjelotvornijih
načina poučavanja onim odgojno-obrazovnim sadržajima koji su temelj za razvijanje
intelektualnih, društvenih, estetskih, stvaralačkih, moralnih, tjelesnih i drugih sposobnosti,
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
35
praktičnih vještina odlika osobnosti, kontinuirano prilagođenih razvojnoj dobi učenika i
primjerenih učenikovim predznanjima i životnim iskustvima (Mustač 2016) .
Znanja vezana uz pojmove koji se tiču Zemljina oblika, razumijevanja prostora i karte,
reljefnih oblika stječu se u osnovnoj školi u okviru dva predmeta, od prvog do četvrtog
razreda priroda i društvo, te od četvrtog do osmog razreda u okviru predmeta geografija.
Prema nastavnom planu i programu za osnovne škole vidljivo je da se u početnim razredima
stječu osnovne vještine poput snalaženja u prostoru, upoznavanja svog mjesta,
prepoznavanja strana svijeta, reljefa i geografske karte.
Upravo bi u tom posljednjem dijelu svoje mjesto kao dobar alat mogao pronaći pješčanik s
dopunjenom stvarnosti za lakše razumijevanje i usvajanje tih pojmova koji bi djeci bio
zasigurno zanimljiv. U višim razredima osnovne škole gradivo se nadograđuje kroz
upoznavanje oblika i veličine Zemlje, geografske mreže, razmještaja kontinenata i oceana,
načina prikazivanja Zemljine površine te razumijevanja pojma mjerila. Nadalje uočavaju se
vrste karata, proučavaju reljef, građa Zemlje i reljefni oblici, određuju geografska širina i
dužina te analizira topografska karta (Vican 2006).
U nastavku prikazane su tri edukativne vježbe zajedno s očekivanim ishodima učenja
prilagođene dobi i razini znanja učenika.
1. Igrajmo se u pješčaniku
Preporučena dob 1.-2. razred
Ključni pojmovi prostorni položaj, more, kopno, dijelovi pješčanika
Opis vježbe Za početak je potrebno upoznati učenike s pješčanikom, pokazati im od kojih se dijelova sastoji, priupitati ih da li znaju kako se ti dijelovi zovu. Navesti materijale od kojih se pješčanik sastoji. Zatim dozvoliti djeci da se igraju s pijeskom te ih potaknuti da sami uspiju oblikovati more ili kopno. Proizvesti dva mora u pješčaniku. Potaknuti učenike da prepoznaju smještaj u prostoru (pojmovi lijevo, desno, gore, dolje, naprijed, iza) i opišu što se tamo nalazi.
Ishodi učenja Prepoznati pješčanik kada ga se negdje ugleda, shvatiti kakve se promjene događaju prilikom pomaka pijeska, snaći se u prostoru, prepoznati odnose lijevo, desno, itd.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
36
2. Upoznajmo osnovne reljefne oblike
Preporučena dob 3.-4. razred
Ključni pojmovi reljef, geografska karta, strane svijeta
Opis vježbe Potaknuti učenike da formiraju što raznovrsniji model reljefa gdje će moći uočiti planinu, nizinu, more, rijeku, otok. Stimulirati ih da promjene oblik pijeska te prepoznaju kako se mijenja boja ovisno o visini reljefa. Donijeti zaključke za boje koje predstavljaju planinu, nizinu, more te kako se one mijenjaju. Označiti jedan kraj pješčanika sa strelicom koja označava sjever, te im zadati da pokažu ostale strane svijeta te ih zapišu kraticama.
Ishodi učenja Upoznati posebnosti zavičaja na modelu reljefa (more, rijeka, nizina, planina) i razlikovati značenja boja za prikaz visina na karti. Prepoznati strane svijeta i njihove kratice,
3. Složeni reljefni oblici i geografska mreža
Preporučena dob 5.-8. razred
Ključni pojmovi geografska mreža, meridijani, paralele, složeni reljefni oblici
Opis vježbe Potrebno je na rubove pješčanika postaviti oznake svakih 10 cm i označiti ih oznakama (A-J okomito, 1-7 vodoravno). Izraditi koliko je to moguće određene složenije reljefne oblike (polje, klif, dolina, delta, estuarij, visoravan, depresija, kotlina, greben, vrh itd.) i ugrubo odrediti njihovu poziciju, odnosno u kojem se kvadratu prethodno kreirane mreže nalaze. Zamisliti da je to geografska mreža te na taj način upoznati učenike s pojmovima koordinata te meridijana i paralela.
Ishodi učenja Razlikovati meridijane i paralele na geografskoj karti, odrediti približno mjesto na karti (sjeverno, južno od ekvatora), obrazložiti što je geografska karta, prepoznati složene reljefne oblike u prirodi i na karti te objasniti kako su oni nastali i kako su prikazani na karti.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
37
6.2 Srednja škola
Ovisno o odabiru pojedine srednje škole, radi li se o strukovnoj školi ili gimnaziji dobiva se
različita razina znanja vezana uz geografske pojmove. Općeobrazovna jezgra u srednjim
strukovnim i umjetničkim školama predstavlja minimalno opće obrazovanje koje je škola
dužna osigurati učenicima. Obvezni minimum općeobrazovnih sadržaja za stjecanje
temeljnih kompetencija u tim školama iznosi 60% strukovnoga, odnosno umjetničkoga
kurikuluma u prvomu razredu i 40% strukovnoga, odnosno umjetničkoga kurikuluma u
drugomu razredu. U završnim razredima trogodišnjih i četverogodišnjih strukovnih škola udio
općeobrazovnih sadržaja u strukovnomu kurikulumu ovisi o strukturi kompetencija
definiranih strukovnom kvalifikacijom. Gimnazije kao općeobrazovne srednje škole u cijelosti
imaju općeobrazovni kurikulum. Zbog toga je u njima opće obrazovanje šire i dublje od
obveznoga općega obrazovanja strukovnih škola (Fuchs 2011).
Predmet geografija nositelj je znanja vezanih uz Zemlju u strukovnim školama i gimnazijama.
Učenici u gimnazijama tako prema nastavnom programu usvajaju većinu znanja vezana uz
oblik i veličinu Zemlje, prikaza Zemljine površine, geoloških osobina i reljefa Zemlje već u
prvom razredu srednje škole. U višim razredima ti se pojmovi spominju tek u kontekstu
reljefnih i geoloških osobina specifičnih kontinenata, država i dijelova Hrvatske. U nastavku
su prikazane dvije edukativne vježbe za lakše usvajanje znanja iz područja geografije u
srednjim školama.
1. Računanje i korištenje mjerila
Preporučena dob 1.-2. razred srednje škole
Ključni pojmovi Mjerilo, model reljefa
Opis vježbe U pješčaniku je potrebno formirati proizvoljan oblik sličan nekom jednostavnom dijelu Zemljine površine. S pomoću računala i prikladnih softvera (Google Maps, Geoportal, Bing Maps) dobiva se informacija o stvarnoj udaljenosti između dvije pozicije na karti. Nadalje, izmjeri se udaljenost između iste dvije pozicije na modelu u pješčaniku te se izračunava mjerilo koje se pritom zaokružuje na cjelobrojnu vrijednost. Kao kontrola da je pravilno izračunato mjerilo izvodi se obrnuti zadatak. Iz izmjerene udaljenosti između neke druge dvije pozicije te dobivenog mjerila izračunava se stvarna udaljenost te se u softveru pogleda da li se poklapa sa vrijednosti dobivene s karte.
Ishodi učenja Definirati pojam brojčano i grafičko mjerilo, prenositi stvarnu udaljenost na kartu ili plan, rješavati računske zadatke vezane uz mjerilo i prostorne odnose, koristiti digitalne interaktivne karte.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
38
2. Efekti gibanja vode i nastali reljefni oblici
Preporučena dob 1.-2. razred srednje škole
Ključni pojmovi fluvijalni procesi, kinetička energija vode, morski procesi
Opis vježbe Formirati u pješčaniku raznovrstan reljefni model. Postaviti ruku iznad pješčanika te time aktivirati efekt vode. Gledati kako se voda ponaša i prenosi svoju kinetičku energiju dok se spušta s planine, slijeva u rijeku, te utječe u more. Staviti ruku iznad mora te proučiti ponašanje valova i morskih struja, spomenuti morske mijene i utjecaj Mjeseca. Prokopati kroz pijesak kanal, primijetiti kako se voda ponaša prilikom njegovog formiranja i kojom brzinom prolazi. Kao računski zadatak izmjeriti vrijeme potrebno vodi da prođe s jednog mjesta na drugo te iz udaljenosti i vremena izračunati brzinu kojom se giba.
Ishodi učenja Analizirati utjecaj vode i fluvijalnih procesa na razvoj reljefnih oblika, definirati pojmove vezane uz morske procese, prepoznati i izračunati različitu brzinu gibanja vode ovisno o nagibu terena.
6.3 Geodetski fakultet
Tijekom šest semestara studenti stječu temeljna znanja i vještine iz područja studijskog
programa kao što su uspostava geodetskih mreža, geodetska mjerenja, obrada i vizualizacija
tako dobivenih podataka, upravljanje zemljišnim informacijama i geoinformacijskim
sustavima. Ostala znanja i vještine studenti mogu sami definirati putem izbornih predmeta.
Na raspolaganju imaju mogućnost proširenja znanja informatike, matematike, stranih jezika,
poslovne komunikacije i menadžmenta, upravljanja geoinformacijama, geodetske
astronomije i kartografije.
Program se izvodi u dva usmjerenja, geodezija i geoinformatika, s različitim obveznim
predmetima za svako usmjerenje u prva tri semestra. Dio izbornih predmeta u prva dva
semestra zajednički je za oba usmjerenja te se svi studenti mogu usavršiti u području
matematike, stranih jezika i prezentacijskih tehnika. U trećem semestru izborni projekti su
zajednički za oba usmjerenja, a studenti na dva izborna projekta izrađuju stručne seminarske
radove uz vodstvo nastavnika. Na taj način, tijekom prva tri semestra, studenti stječu
specifična znanja i vještine iz područja geodezije i geoinformatike (URL 25).
Pješčanik s dopunjenom stvarnosti bi se u skladu s nastavnim programom mogao koristiti
kao pomagalo u sljedećim predmetima preddiplomskog studija: Osnove geoinformatike,
Kartografija, Topografija, Topografska kartografija te predmetima diplomskog studija
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
39
Digitalna kartografija te Kartografija i GIS. Zbog specifično visoke razine znanja i detaljnog
procesa učenja vježbe u nastavku koriste pješčanik u najkompleksnijem obliku.
Opis vježbe Postaviti u središtu pješčanika ishodište koordinatnog sustava. Iscrtati y i x os koordinatnog sustava u pješčaniku. Odabrati jednu točku u proizvoljnom kvadrantu koordinatnog sustava. S pomoću kutomjera izmjeriti smjerni kut do točke, te s pomoću ravnala odrediti udaljenost do iste. Na temelju dobivenih podataka izračunati koordinate označene točke. Potaknuti studente da izračunaju i obrnuti geodetski zadatak, odnosno da iz poznatih ravninskih koordinata točaka izračunaju duljinu i smjerni kut.
Ishodi učenja Definirati što je smjerni kut, kako se izračunava osnovni i obrnuti geodetski zadatak, koje je značenje smjernog kuta u geodeziji. Usvojiti koordinatne sustave u ravnini u geodeziji i njihovu primjenu u praksi.
Opis vježbe Oblikovati raznovrsni teren s većim brojem izohipsi. Dodijeliti proizvoljnu visinu najnižoj izohipsi te na osnovi nje i prikladno odabrane ekvidistancije izračunati visine ostalih izohipsi. Izabrati proizvoljnu točku i interpolirati njezinu visinu iz visina susjednih izohipsi.
Odrediti dvije točke kojima se dodijele kote, tj. poznate visine, te na osnovi tih vrijednosti interpolirati visine izohipsi.
Ishodi učenja Upoznati se s pojmovima izohipse, ekvidistance, odabira ekvidistance ovisno o mjerilu karte i plana, svojstvima izohipsi ovisno o različitim oblicima terena. Interpolirati visine točaka iz izohipsi te opisati njihovo značenje na kartografskim prikazima.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
40
3. Formiranje stvarnog geodetskog modela, georeferenciranje i ispitivanje točnosti
Opis vježbe Napraviti u pješčaniku model po uzoru na neki jednostavni dio Zemljine površine s karte proizvoljnog mjerila. Fotografirati navedeni model mobitelom ili fotoaparatom te dobivenu rastersku sliku učitati u neki GIS softver. Pronaći koordinate karakterističnih točaka na karti te ih iskoristiti za georeferenciranje fotografije modela u softveru. Usporediti u kolikoj mjeri se poklapaju numeričke vrijednosti poput duljina na izvornoj karti i na ovoj proizvedenoj s pomoću pješčanika.
Ishodi učenja Definirati i izraditi geodetski model u mjerilu. Primjeniti odgovarajuću transformaciju prilikom georeferenciranja fotografije realnog geodetskog modela te ispitati točnost georeferenciranja i modela.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
41
7. ZAKLJUČAK
Snalaženje u prostoru i određivanje točne pozicije na kojoj se nalazimo uvijek je bilo važno za
sve ljude. U današnjem ubrzanom načinu života prepunom poslovnih obaveza to posebice
dolazi do izražaja zbog velikog broja putovanja i promjene pozicija svakog pojedinca.
Prikazivanje oblika Zemljine površine na što realniji i korisnicima pregledniji način uvijek je
bio izazov za stručnjake u tom području. Pojavom modernih tehnologija otvorio se prostor za
razvoj većeg broja alata i programa koji bi olakšali izradu takvih prikaza te njihovo korištenje.
Reljef se tako kroz povijest prikazivao klasičnim metodama, a neke od njih poput izohipsa i
hipsometrijske skale boja opstale su i danas te su neophodne za prikaz reljefa Zemlje. Uz to,
pojavili su se moderni programi koji omogućuju izradu digitalnih modela terena, to jest
trodimenzionalnih prikaza koje je moguće okretati, prilagođavati i modelirati.
Stručnjaci sa Sveučilištu u Kaliforniji prvi su izradili pješčanik s dopunjenom stvarnosti te
razvili pripadajući programski paket čime je omogućena njihova primjena u školama,
muzejima i različitim ustanovama. Njegova izrada u okviru ovog diplomskog rada zahtijevala
je dobro planiranje materijala od kojih će se izraditi kutija za pješčanik. Neke od prvotnih
ideja su odbačene zbog teškoće izvedbe pa je na kraju odabrano kompromisno rješenje koje
uz relativno jednostavnu izvedbu daje kvalitetne rezultate. Pješčanik s dopunjenom
stvarnosti isproban je nakon izrade te su primijećene sve prednosti koje on nudi i razlog
zašto je toliko popularan širem svijeta.
Edukativne vježbe izrađene u sklopu diplomskog rada jedan su od primjera na koji se način
može iskoristiti pješčanik u obrazovanju. Vježbe su prikladne za osnovnu školu, srednju školu
i Geodetski fakultet te je prikazana preporučena dob učenika koji mogu sudjelovati u
pojedinoj vježbi. Također, naveden je detaljan opis vježbi zajedno s ishodima učenja koji se
očekuju po uspješnom savladavanju pojedine vježbe. Na profesorima u školama je da u
pojedinu vježbu unesu dio svoje osobnosti, pokažu određenu razinu inovativnosti prilikom
rada s učenicima te prilagode aktivnosti osobinama pojedinih učenika u koje su oni najbolje
upućeni. Odgovornost države je da osigura financijska sredstva za uključivanje novih
modernijih tehnologija u obrazovanje i time doprinese sloganu „zemlja znanja“.
U modernom tipu obrazovanja cilj je potaknuti učenike da razmišljaju i iskažu svoje osobine
umjesto pukog učenja napamet bez ikakvog razumijevanja. Sukladno tome, važno je razvijati
alate koji bi im taj proces olakšao i učinio zanimljivijim, a upravo pješčanik s dopunjenom
stvarnosti jedan je od najboljih primjera za to.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad
42
LITERATURA Berryman, R. (2012): Augmented Reality: A Review, Medical Reference Services Quarterly,
University of Rochester Medical Center, Rochester, New York, USA.
Bokhari, S. (1995): The Linux Operating System, University of Engineering and TechnoZogy,
Lahore, Pakistan.
Brigham, J. (2017): Reality Check: Basics of Augmented, Virtual, and Mixed Reality, Medical
Reference Services Quarterly, Mayo Clinic, Jacksonville, Florida, USA.
Cigrovski-Detelić, B. (2007): Topografija, skripta za studente, Sveučilište u Zagrebu,
Geodetski fakultet, Zagreb.
Frangeš, S. (2012): Topografska kartografija, prezentacije sa predavanja, Sveučilište u
Zagrebu, Geodetski fakultet, Zagreb.
Fuchs, R., Vican, D., Milanović-Litre, I. (2011): Nacionalni okvirni kurikulum za predškolski
odgoj i obrazovanje te opće obvezno i srednjoškolsko obrazovanje, Ministarstvo znanosti,
obrazovanja i športa, Zagreb, Hrvatska.
Hasan, R., Cevik, G. (2016): Augmented reality sandbox (AR sandbox) experimental
landscape for fluvial, deltaic and volcano morphology and topography models, 8-11 May
2016 İstanbul Teknik Üniversitesi-Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü, Istanbul, Türkey.
Ivković, M., (2012): Geodetski planovi, prezentacije sa predavanja, Sveučilište u Zagrebu,
Geodetski fakultet, Zagreb.
Mustać, A. (2016): Kartografija za djecu, diplomski rad, Sveučilište u Zagrebu, Geodetski
fakultet, Zagreb.
Nomura, Y., Senzaki, R., Nakahara, D., Ushio, H., Kataoka, T., Taniguchi, H. (2011): Mint:
Booting Multiple Linux Kernels on a Multicore Processor, 2011 International Conference on
Broadband and Wireless Computing, Communication and Applications, Okayama University
Okayama, Japan
Pantuwong, N., Chutchomchuen, N., Wacharawisoot, P. (2016): Interactive Topography
Simulation Sandbox for Geography Learning Course, Natapon Pantuwong, Napat
Chutchomchuen and Patphimon Wacharawisoot, Faculty of Information Technology, King
Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang, Bangkok, Thailand
Poslončec-Petrić, V., Frangeš, S., Župan, R. (2002): Prikaz reljefa na kartama sjenčanjem,
Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet, Zagreb.
Sanders, J. (1998): Linux, Open Source,and Software’s Future, IEEE Software, September/
October, 88-91.
Matija Balaško – Izrada pješčanika s dopunjenom stvarnosti za modeliranje topografije Diplomski rad