Същността на виртуалния образ
На английски "virtual" означава "действителен", "истински" в смисъл, близък до думата "истински". Но от френски "virtuale" се превежда като "възможен", "потенциален", а "virtualite" означава "скрита възможност". на български понятието "виртуален" се тълкува като не съществуващ, а "възможен", "способен на действие".
Научният термин "виртуален", използван във физиката, философията, логиката и инженерната психология, компютърната графика, също има няколко семантични нюанса: 1) възможен, потенциален; 2) не съществува, но може да възникне при определени условия; 3) временно или краткотрайно; 4) не реални, но същите като реални, неразличими от реални.
В някои произведения изрично се посочва, че виртуалната реалност е „изкуствено създаден свят чрез заместване на околното
реалност с информация, генерирана от компютър. В същото време „потапянето“ на човек в този изкуствен „паралелен“ свят със сигурност се симулира в интерактивен режим. За да се осигури интерактивно взаимодействие, са изобретени дори специални дисплеи за каски, които ви позволяват да виждате виртуалния свят стереоскопично и синхронно да записвате състоянието и реакциите на наблюдателя.
В техническата практика има различни симулатори и манипулатори (например специални ръкавици), с които можете да "вдигате" изкуствено създадени обекти и да контролирате тяхното положение чрез предаване на импулси от движението на ръцете и пръстите към устройството за наблюдение.
Изтъкнатият американски картограф Харолд Моелринг е един от първите, които въвеждат понятието „виртуална карта“, за разлика от „реална карта“. Разликите между тях се определят от две характеристики: първо, възможността за директно виждане на картографиятаизображение и, второ, материално осезаема форма на съществуване на картата. В съответствие с тези характеристики бяха идентифицирани четири вида карти:
• Реална карта(R) всяка видима карта, постоянно съществуваща в материална форма (независимо дали е създадена ръчно, механично или с компютърни средства);
• Виртуална карта от 1-ви тип(V-1) - директно видимо изображение, но временно съществуващо само в електронен вид на компютърен екран;
• Виртуална карта2 тип(V-2) трайно и реално съществуваща, но невидима карта, за чиято визуализация са необходими допълнителни трансформации;
• Виртуална карта3 -ти тип(V-3) - карта, която не принадлежи към нито един от горните типове, но е напълно готова за конвертиране в някой от видовете.
Освен това Моелринг посочи възможни трансформации (преходи) между различни видове карти. Той ги нарече „трансформации на Тоблер“ след Уолдо Тоблер, който разработи теорията за аналитичните картографски трансформации:
R —> R - нормална обработка на картата
R —• V-1 - дигитализиране на пространствени данни и тяхното съхранение в
цифрова база данни
V-1 —» R - получаване на копие на картата от екрана на компютъра
V-3 —» R - изчертаване на карта на графичен плотер с помощта на цифрови данни
V-3 —» V-1 - показване на картата на екрана според данните, съхранени на твърдия диск на компютъра
V-1 —» V-3 - редактиране на екрана на пространствени данни, съхранени на твърдия диск
V-2 —» V-3 - четене на цифрови данни от CD-ROM и съхраняването им в паметта на компютъра
V-3 —» V-3 - математически трансформации на цифрови пространствени данни, съхранени в компютърната памет.
Така виртуалността на картата в интерпретацията на Моелринг се свързва единствено с реалността на нейното съществуване и начина на визуализация.
Понастоящем разбирането на виртуалния образ е претърпяло значителни промени. Инструментите за геоинформационно картографиране ви позволяват да визуализирате виртуално изображение, използвайки предимно ефектите на триизмерност и анимация. Те създават илюзията за присъствие в реалното пространство и интерактивно взаимодействие с него.
В наскоро публикувания Обяснителен речник на основните термини в геоинформатиката, терминът "виртуална реалност (VR)" се тълкува като "изкуствена реалност, във всички отношения подобна на
истински и напълно неразличими от него. В същото време се формира двупосочна връзка между изкуствената реалност и човека, който я възприема.
По този начин се научава, че виртуалната реалност е вид изкуствена конструкция, модел на обект или ситуация, която ви позволява да взаимодействате с този обект или ситуация, да ги контролирате, да играете някои задачи и да вземате решения.
От теорията и практиката на картографията е добре известно, че всяка карта (или по принцип всяко геоизображение) е модел. С помощта на картографски модели те изследват реални обекти, процеси и взаимоотношения, визуализират научни абстракции, минали (например палеогеографски) условия и бъдещи ситуации, планират битки и вземат управленски решения въз основа на модели. Картите са в състояние да моделират невидими обекти (например повърхността на Мохоровичич) и явления, които не се възприемат от човешките сетива (например магнитна деклинация). И накрая, известни са карти на обекти, които изобщо не съществуват, с които човек може свободно да работи. Това са картата на Земята на Санников илиМистериозен остров, където изкуствената (научна фантастика) реалност, измислица, измислица, измислица, са представени във всички детайли, но с много правдоподобни подробности: орография и хидрография, растителна покривка и климат, дори и с най-подробната топонимия - и всичко това е "напълно неразличимо" от реалността.
Оказва се, че картографията отдавна се занимава с виртуални изображения. В края на краищата способността за моделиране на обекти и процеси е едно от най-мощните евристични свойства на картата. Тя се основава на фундаменталния принцип на подобието и се реализира под формата на геометрично, времево и релационно подобие. Тогава какво е виртуален модел? Каква е разликата между него и конвенционален картографски модел, който пресъздава реалност или измислена ситуация? Къде е границата, която отличава познатата карта от виртуалната?
Нека се опитаме да назовем четири свойства, които обясняват тези разлики:
• компютърно генериран виртуален модел, комбинация в едно геоизображение на свойствата на карта, изображение в перспектива,
блокови диаграми и анимации;
• възможност за програмно управление на този синтезиран
• интерактивно взаимодействие със самото геоизображение и околната среда
неговата виртуална среда;
• Намаляване на свойствата на иконичния и условен геоизображение, придаване на характеристиките на реалистичен „портрет“ и „естественост“.
Такавиртуалното геоизображение може да се разглежда като специален пространствено-времеви модел на реални или абстрактни обекти и ситуации, формирани и съществуващи в програмно контролирана среда и създаващи възможност за интерактивно взаимодействие с наблюдател. Както всяко геоизображение, то се появява в графична образна форма, имапроекция, мащаб и има свойството
Някои изследователи особено подчертават отхвърлянето на конвенционалните знаци, което според тях прави виртуалните геоизображения „естествени“, ускорявайки и подобрявайки процеса на комуникация на пространството
информация. Всъщност "реализмът" на виртуалния модел и неговата среда е поразителен преди всичко.
Въпреки това, при по-внимателно разглеждане се оказва, че това изобщо не е най-много
значим знак. Освен това в много случаи виртуалният портрет и символните свойства на картите успешно се комбинират и допълват взаимно.
Особената яснота и изразителност на виртуалните геоизображения провокира още един въпрос – дали те са само средство за компютърно представяне на данни или инструмент за изследване? Необходими ли са те за реалистично представяне на картографирания обект или за неговото задълбочено изследване? Всъщност подобни противопоставяния са неоправдани. Също толкова странен би бил въпросът дали сложните атласи са начин за представяне на географска информация или средство за изследване? Най-визуалното и възможно по-точно представяне на обект или процес, разбира се, допринася за по-доброто разбиране на неговата морфология и генезис и следователно значително увеличава евристичния потенциал на изследването.
На външен вид фотопанорамите са доста близки до виртуалните модели.
Те са изключително реалистични, но, разбира се, не създават възможност за интерактивно взаимодействие с тях. Схематично може да си представим, че виртуалните геоизображения са някъде по средата на оста "условно-знакови карти реалистични фотопанорами":
Картира виртуални модели на фотопанорами
Моделните свойства на традиционните карти са ги направили най-многоатрактивно средство за представяне на придобитите знания и изследователски инструмент в геонауките. Спомнете си, че тези свойства са пространствено-времево сходство, смислено съответствие, абстрактност, селективност и синтетичност, наличие на мащаб и метричност, видимост, видимост, недвусмисленост и непрекъснатост.
Виртуалните геоизображения притежават напълно всички тези свойства и добавят към тях редица други, сред които най-значимите са следните:
• реализъм, проявяващ се в триизмерност и перспектива на изображението, добро възпроизвеждане на пластичността на терена, естествената структура на ландшафта, естествен цветови дизайн и осветление;
• програмна управляемост - промяна на параметрите и външния вид на модела в интерактивен режим чрез менюта и команди, избрани от потребителя;
• анимация (динамична) - движение или промяна на цялото изображение като цяло, на отделни негови елементи или гледни точки в автоматичен или интерактивен режим;
• актуализация - въвеждане на нови данни, корекция, модификация, извършвани онлайн, включително в реално време;
• многомащабно и многостепенно обобщение - преход от едно мащабно ниво към друго чрез промяна на нивото на детайлност и текстура на изображението;
• мулти-тъмен - промяна на тематичното съдържание на модела чрез замяна или комбиниране на картографски и фотографски слоеве;
• мултимедия - комбинация от триизмерно изображение с плоска карта или изображение, профили, разрези, снимки, звук, което осигурявависоко информационно съдържание виртуални геоизображения.
някоинеизбежно схематичното представяне на връзката между свойствата на традиционните карти и виртуалните геоизображения дава следното сравнение:
Говорейки за свойствата на виртуалните геоизображения, не можем да не споменем такъв важен фактор днес като привлекателността на тяхната новост. Те стават популярни до голяма степен поради удивителната си необичайност и човешката склонност към нови изобретения.
Всеки иска да погледне виртуалния свят. Може би, когато виртуалните геоизображения навлязат в обичайната научна и практическа употреба, потребителите ще видят по-ясно техните недостатъци и ограничения и, както обикновено, ще стигнат до извода, че те трябва да се използват „не вместо, а заедно“ с традиционните карти.
Понякога може да се срещне мнението, че появата на „съвсем реални“ виртуални изображения и отхвърлянето на обичайните конвенционални символи (например хоризонтални линии) може да означава край (дори смърт) на картографията. Уви, такова натрапчиво чувство на страх възниква при някои картографи като реакция на бързия прогрес на новите технологии. Преди това изглеждаше, че дните на картографията са преброени поради бързата математизация, компютъризацията, въвеждането на дистанционно наблюдение, географски информационни системи и телекомуникационни мрежи. Но това не се случва. Обогатена с геоинформационни технологии, картографията продължава своето развитие, без да губи, а придобива нови възможности и нови области на приложение. Привидната загуба на знака на виртуалните карти всъщност означава откриването на нови възможности и аспекти на езика на картата, разширяване на нейния обхват.
Техниката за създаване навиртуални глобуси прави възможно визуалните сферични картографски модели на планетите да бъдат още по-визуални и удобни. Тези прекрасни изобретениякартографиите, които съществуват повече от пет века, са изключително лесни за използване и най-важното е, че нямат изкривяванията, присъщи на картите, което ги прави незаменимо учебно помагало. Но, както знаете, глобусите са обемисти, не могат да се транспортират и следователно обикновено са малки.
Съвременните земни глобуси най-често са с мащаби от 1:30 000 000 до 1:80 000 000.
Виртуалните глобуси премахват много от тези ограничения. Първо, те са много "преносими" и се събират на едно тънко CD. "Няма нужда да транспортирате глобуси, - отбелязва А. Ридал, достатъчно е да транспортирате данни." Глобалните цифрови модели и технологиите за многомащабно приближение позволяват преминаване към различни нива на детайлност на сферично изображение, въвеждане на нови данни и промяна на обекта на глобусите. Използването на специални стерео очила, използвани в цифровата фотограметрия, позволява да се видят на екрана триизмерни въртящи се стереоскопични „хиперглобуси“, които съчетават различни тематични слоеве. Те могат да симулират променящо се слънчево осветление, облачност, да показват атмосферни фронтове, валежни зони, циклони и антициклони, сезонни промени в растителната покривка и ландшафта и др.
Някога в картографията се провеждаха експерименти за създаване на холографски карти и глобуси, но изпълнението им се оказа доста трудоемко. Съвременните технологии за виртуално картографиране позволяват получаването на не по-малко реалистични модели. Технически е възможно да се проектират виртуални глобуси и върху сферичен екран.