Eerste bruikbaarheidsteste
A__
Zo'n vijf jaar geleden is in Geo-Info
het concept van vario-schaal
geo-informatie beschreven
(Van Oosterom en Meijers, 2012).
In dit eerdere artikel werd de eerste
echt geleidelijke vario-schaal
structuur gepresenteerd: een delta
schaal geeft een delta in de kaart
(en hoe kleiner de delta schaal hoe
kleiner de delta kaart). De afgelopen
vijf jaar is er veel R&D verricht om
het concept van vario-schaal geo-
informatie te realiseren: ontwikkelen
van prototypen en testen met
echte data. In het kader van het
Open Technologieprogramma
(OTP van STW, Stichting Technische
Wetenschappen) project 11185
'Vario-scale geo-information' is er de
afgelopen jaren veel vooruitgang
geboekt. De belangrijkste resultaten
zullen in een serie beknopte
artikelen worden behandeld. Dit is
het vierde artikel in de serie.
62
Geo-Info I 2017-4
Door Radan Suba, Martijn Meijers,
Peter van Oosterom, Mattijs Driel en
Elmar Eisemann
De ontwikkeling van de vario-schaal kaart
prototypen zijn inmiddels zo ver dat eerste
bruikbaarheidstesten mogelijk zijn. Recent
hebben we een prototype ontwikkeld geba
seerd op de ruimte schaal kubus ('Space
Scale Cube', SSC). Het interactief omgaan
(schuiven en zoomen) met 2D-kaarten
gebeurt door het doorsnijden van de SSC.
Het resultaat van deze doorsnijdingsope
ratie wordt in real-time gevisualiseerd door
efficiënt gebruik te maken van de Graphics
Processing Unit (GPU) en geeft de gebrui
ker een soepele indruk. We hebben een
eerste bruikbaarheidstest ontworpen om
de hypothese te valideren dat vario-schaal
zorgt voor een beter kaartbegrip en meer
intuïtieve interactie, resulterend in een snel
lere en betere uitvoering van de taken.
Introductie
De huidige generatie interactieve kaarten
zijn allemaal gebaseerd op multi-schaal
representaties. Deze zijn daardoor niet opti
maal voor een goede gebruikersperceptie.
Een inzoom actie resulteert in het gebruik
van een aantal discrete detail/ schaal niveaus
(LoD's), elk met verschillende inhoud en
representatie (styling). De abrupte over
gangen kunnen leiden tot minder effectief
kaartgebruik, mogelijk resulterend in
vertraging of zelfs fouten bij het uitvoeren
van taken. Het vario-schaalconcept daaren
tegen slaat in kleine stapjes de resultaten
van het kaartgeneralisatieproces op in de
tGAP-gegevensstructuur. Vervolgens wordt
de derde dimensie gebruikt om de schaal-
overgangen te coderen, wat resulteert in
een 3D-volumepartitie van gestapelde poly-
hedra binnen de zogenaamde SSC. Kaarten
worden gemaakt door deze 3D-partitie te
doorsnijden met een vlak. Een geleidelijke
zoom actie komt overeen met het soepel
verplaatsen van het snijvlak; zie figuur 1.
De volgende sectie beschrijft onze GPU-
gebaseerde implementatie van het vario-
schaal prototype, de 'Intersector' genaamd.
Vervolgens presenteren we het ontwerp en
de uitvoering van een eerste vario-schaal
bruikbaarheidstest (waarin we de traditio
nele multi-schaal aanpak vergelijken met de
vario-schaal aanpak).
GPU gebaseerde vario-schaal viewer
De 'Intersector' gebruikt een pixel rendering
benadering van de SSC, geïmplementeerd
op de GPU. Een specifieke kaart (locatie en
schaal) komt overeen met een 2D-pixel-
raster ergens in de SSC; zie figuur 2. Bij het
projecteren van een pixel in willekeurige
richting geeft de binnenkant van het eerste
polyhedrongrensvlak aan welke kleur (welk
object) de pixel moet krijgen. Gebaseerd op
deze waarneming zien we dat bij recht van
boven naar beneden kijken (en alles boven
het raster niet mee te nemen), de gewenste
kaart wordt verkregen. Deze aanpak is
ideaal voor de GPU, omdat het past bij de
mogelijkheden van de grafische pipeline
(per pixel berekeningen parallel uitvoeren
voor taken als coördinaattransformaties,
diepteberekeningen, enzovoorts), waarbij de
polyhedra grensvlakken als driehoeken zijn
aangeboden. Naast de basis functionaliteit
zijn een aantal speciale effecten geïmple-
Figuur 1 - Voorbeeld SSC data met een viertal horizontale snijvlakken (schalen).
