IZDELAVA ANAGLIFNE KARTE Krešimir Keresteš* POVZETEK: Prikaz reliefa na današnjih kartah še vedno zahteva določeno znanje uporabnika. Različne kartografske tehnike, ki so se uporabljale in se še vedno uporabljajo, poskušajo na dvodimenzionalnih kartah prikazati razgibanost terena - tretjo dimenzijo. Binokularno gledanje nam omogoča prostorsko gledanje, karje možno izkoristiti tudi v kartografiji. To možnost sem tudi sam preizkusil in klasično dvodimenzionalno karto pretvoril v "tridimenzionalno" v anaglifni obliki. KLJUČNE BESEDE: stereoskopija, binokularno gledanje, DMR, anaglif, anaglifna karta 1. UVOD Barvno zaznavanje vidne svetlobe in binokularno gledanje dajeta človeku zmožnost opazovanja njegove okolice na njemu naraven način. Tako človek prepozna svojo okolico in se zato v prostoru počuti domače, orientirano in varno. 23 V kartografiji so se pri upodabljanju reliefa na dvodimenzionalnih kartah razvile različne tehnike, ki naj bi človeku ponazarjale obliko reliefa v določenem merilu. Mnoge od teh tehnik, še posebej prikazi s plastnicami, s senčenjem in skalnatimi šrafami, s hipsometričnimi pasovi ali celo z digitalnim modelom reliefa človeku vsaj delno dajejo občutek tridimenzionalnosti prikazanega področja. Za dojemanje stvarnega sveta, ki je s temi tehnikami prikazan na kartah, se je takšne karte potrebno tudi naučiti gledati. Kartografi še vedno iščemo najprimernejši način predstavitve reliefa, ki bi olajšal prostorsko zaznavanje reliefa na dvodimenzionalni karti vsem njenim uporabnikom. Tudi sam sem poskusil izdelati karto na način, ki bi uporabniku dal boljši občutek tretje dimenzije. Uporabil sem način, ki je znan v fotogrametriji pri določanju položaja točke s pomočjo stereoskopskega gledanja. * Geodetski zavod Slovenije ( Geodetski vestnik 44 / 2000 - 1& 2 Slika 1: Karta y vektorski obliki 2. IZDELAVA STEREOKARTE 24 Dvodimenzionalno karto moramo pretvoriti v obliko, kakršno bi videli z dveh točk gledanja, za vsako oko posebej - torej jo moramo ločiti na dva stereopara. Zato moramo karti najprej dodati višinsko komponento. Za digitalno izdelano karto v vektorski obliki je potrebno ^uporabiti digitalni model reliefa (DMR), ki ga lahko poljubno nadvišamo. Če le-tega nimamo, ga generiramo iz plastnic in višinskih kot. Iz elementov, ki določajo relief (plastnice, izobate, višinske točke), generiramo DMR ali pa uporabimo že obstoječega. Vse elemente karte lahko nato "položimo" na DMR. Tako s pomočjo DMR-ja vsaka točka prevzame višinsko koordinato. S poznavanjem višine posamezne točke elementa in z določanjem bazne razdalje in višine našega opazovanja lahko enostavno izračunamo vrednost paralakse za vsako posamezno točko vseh elementov karte. S prištevanjem vrednosti paralakse dobimo desni stereopar karte, oba skupaj pa tvorita stereokarto. Slika 2: Izdelava digitalnega modela reliefa Geodetski vestnik LOŠiW Slika 3: S premikom elementov karte za vrednost izračunane paralakse dobimo stereokarto 3. IZDELAVA ANAGLIFNE KARTE Takšno stereokarto je možno gledati v vseh njenih originalnih barvah, vendar le s pomočjo stereoskopa, manjše izseke pa tudi s posebnimi metodami gledanja (vzporedno gledanje, navzkrižno gledanje). 25 Združitev dveh stereoparov je možna, če ju predstavimo z anaglifno metodo. S to metodo se je že leta 1858 prvi ukvarjal Španec d'Almeida. Kasneje je Rollman uvedel metodo za projekcijo diapozitivov stereograma, ki jo je uspešno uporabil tudi Louis Lumižre pri svoji stereo kinoprojekciji (aditivna anaglifna metoda). 3.1 Anaglifna metoda Anaglifna metoda uporablja barve, da bi ločila desni in levi par slike. Metoda zahteva, da uporabnik uporablja posebna očala z barvnim filtrom na vsakem očesu. Najboljši rezultati nastanejo pri uporabi filtrov komplementarnih barv. Mednarodna stereoskopska zveza je določila kot standard, da imajo ta očala levi filter rdeč, desnega pa modrega, ciansko modrega ali zelenega, kar je povezano tudi s splošno uporabo rdeče barve v mednarodnem označevanju ladij, letal in tudi politikov. Geodetski vestnik 3.2 Vrste anaglifov Z anaglifno metodo lahko sliko predstavimo barvno (barvni anaglif), v sivih tonih (anaglif v sivih tonih) in "čisto" (čisti anaglif): • Čisti anaglif uporablja čisto rdeče-modro ali rdeče-zeleno sliko (odvisno od vrste očal, ki jih uporabljamo) - torej prazen zelen oz. moder kanal v RGB načinu prikaza. Ta metoda daje najboljši 3D efekt, vendar pri tem žrtvujemo barvno informacijo in intenziteto slike. • Anaglif v sivih tonih* predstavlja sliko enako kot čisti anaglif, vendar pri tem uporablja originalno sliko v sivih tonih. Tudi pri tem načinu, ki je najpogostejši zaradi enostavnosti, ni ohranjena barvna informacija slike. • Barvni anaglif dobimo z uporabo rdeče in rumene barve za levi stereopar in običajno ciansko modre za desni stereopar. Barvni anaglif poizkuša s slike ohraniti čimveč originalne barve, vendar vse slike niso primerne za barvni anaglif. Z uporabo rumene barve lahko sliko predstavimo v barvah, žal pa nam uporaba očal ne dopušča, da bi tako videli vse barve. 26 Zato moramo barve, ki jih nameravamo uporabiti pri kartografskem prikazu, skrbno izbrati. Z mešanjem različnih gostot ciansko modre in rdeče ter rumene barve in z uporabo rdeče-modrih očal lahko pričaramo 3D vtis v različnih barvnih odtenkih, ki vsebujejo tako rdečo, kakor tudi ciansko modro barvo. Torej za kartografski prikaz ne moremo uporabiti tako rdeče kakor tudi ciansko modre ne. 3.3 Izdelava anaglifa Če želimo svojo karto predstaviti z anaglifom, moramo združiti oba stereopara. To s pomočjo računalnika najenostavneje storimo na naslednji način: 1. oba stereopara rastriramo in ju predstavimo v RGB načinu; 2. desnemu stereoparu pobrišemo celotno vsebino rdečega kanala; 3. levemu stereoparu kopiramo vsebino rdečega kanala; 4. kopirano vsebino levega stereopara prilepimo na rdeč kanal desnega stereopara. Tako smo dobili anaglifno karto, ki jo zaradi RGB načina prikaza lahko opazujemo le na računalniškem zaslonu ali z dataskopom projecirano na platnu. Geodetski vestnik Slika 4: Anaglifna karta 3.4 Reprodukcija anaglifa Če želimo anaglifno karto natisniti, bi problem teoretično enostavno rešili s transformacijo slike v CMYK način. Vendar je v praksi najbolje, da anaglifno karto natisnemo v treh barvah (rdeče, zeleno-modro in rumeno), ker so anaglifi zelo občutljivi na najmanjše spremembe - pomemben je tudi papir, na katerega tiskamo. 27 4. SKLEP Kar 2 % ljudi z normalnim vidom je stereo slepih. Poleg tega je binokularno gledanje zelo povezano s stresom. Človek namreč v stresnih situacijah izgubi globinsko predstavo. Tudi za predstavitev kartografskih elementov uporaba anaglifne metode ni najbolj primerna zaradi barvnih omejitev, zahtevne izdelave in nujne uporabe očal. Verjetno je to tudi razlog, da imamo danes še vedno kar 99,99% vsakdanjih vizualnih predstavitev v dveh dimenzijah. Vsekakor je anaglifna metoda idealna za dopolnitev anaglifnih letalskih in satelitskih posnetkov z dodatno kartografsko tematiko. S primerno izbiro barv lahko pričaramo občudovanja vredne izdelke, ki popolnoma služijo svojemu namenu. Druge tehnike, ki prav tako kot anaglifna omogočajo globinsko zaznavo, so nesprejemljive zaradi izgube intenzitete, barve, resolucije, ali pa so enostavno predrage. Geodetski vestnik V starejši literaturi anaglif v sivih tonih omenjajo tudi kot barvni anaglif ali obarvani anaglif, ker je en stereopar obarvan rdeče, drugi pa ciansko modro oz. zeleno. Barvni anaglifzato ponekod poimenujejo tudi tribarvni anaglif. Reference iz člankov: Bahr, A., 1993. Anaglyphen. 3D-Magazin, 4/93, str. 30-32 Brehmer, E., 1993. Anaglyphen - noch zeitgemäß? 3D-Magazin, 4/93, str. 19-26 Burkhardt, R., 1994. Bunte Anaglyphenfotos. 3D-Magazm, 2/94, str. 25-30 Finsterwalder, R., Kauper, R., 1996. Digitale Herstellung von Stereokarten - gezeigt am Beispiel der topographischen Gletscherkarte "Nevado del Tolima 1:25000". Kartographische Nachrichten, 5/96, str. 175-179 28 Reference iz knjig: Kraus, K., 1988. Fotogrametrija. Knjiga 1. IRO Naučna knjiga, Robinson, A. H., Morrison, J. L., Muehrcke, P. C., Kimerling, A. J., Guptill, S. C., 1995. Elements of Cartography. John Wiley & Sons, Inc., New York Valyus, N. A., 1966. Stereoskopy. The Focal Press, London Watkins, C., Marenka, S. R., 1994. Virtual reality Excursions. AP Professional, Boston Reference iz druge literature: Čuček, I., 1953. Fotogrametrija. 2. zvezek: Stereoskopija in vrste fotogrametričnih posnetkov. Tehniška visoka šola v Ljubljani, FGG, Ljubljana EPSON, 1994. The theory and practice of color. EPSON Deutschland GmbH, Düsseldorf Recenzija: Redakcijski odbor simpozija ISPRS v Ljubljani, februar 2000 Prispelo v objavo: 2000-05-16 Geodetski vestnik *