11.2. 3D-kaartweergave

Ondersteuning voor 3D-visualisatie wordt aangeboden door de 3D-kaartweergave. U kunt 3D-kaartweergaven maken, beheren en openen via het menu Beeld ► 3D-kaartweergeven ►:

1. Door te klikken op Nieuwe 3D-kaartweergave kunt u een nieuwe 3D-kaartweergave maken. Een zwevend en vast te zetten paneel voor QGIS zal verschijnen (bekijk Het dialoogvenster 3D-kaartweergave). Het heeft hetzelfde bereik als het 2D-hoofdkaartvenster en verschaft een verzameling gereedschappen voor navigatie om de weergave naar 3D te schakelen.

2. Door te klikken op 3D-kaartweergaven beheren komt u in 3D-kaartweergaven beheren. Hier heeft u de mogelijkheid om 3D-kaartweergave te openen, te dupliceren, te verwijderen en te hernoemen.

3. Als u een of meer 3D-kaartweergaven hebt gemaakt, ziet u ze vermeld in 3D-kaartweergaven. U kunt ze in- en uitschakelen door erop te klikken. Ze zullen worden opgeslagen bij het opslaan van het project, zelfs als ze uitgeschakeld zijn.

Fig. 11.23 Het dialoogvenster 3D-kaartweergave

De volgende gereedschappen worden verschaft aan de bovenzijde van het paneel voor de 3D-kaartweergave:

• ^Camerabeheer: verplaatst de weergave, dezelfde hoek en richting van de camera behoudend

• ^{Volledig zoomen}: past de weergave aan naar het volledige bereik van de laag

• ^{Navigeren op scherm aan-/uitzetten}: toont/verbergt de widget voor navigatie (dat is bedoeld om het beheer van de kaartweergave te vergemakkelijken)

• ^{Objecten identificeren}: geeft informatie over het punt in het terrein of het/de 3D-object(en) waarop geklikt is – Meer details bij Objecten identificeren

• ^Maatlijn: meet de horizontale afstand tussen punten

• ^Animaties: toont/verbergt de widget speler voor animaties

• ^{Als afbeelding opslaan…}: exporteert de huidige weergave naar de indeling voor een afbeeldingbestand

• ^{3D-scene exporteren…}: exporteert de huidige weergave als een 3D-scene (bestand .obj), wat het mogelijk maakt het na te bewerken in toepassingen zoals Blender… De objecten van terrein en vector worden geëxporteerd als 3D-objecten. De instellingen voor exporteren overschrijven de eigenschappen van de laag of configuratie van de kaartweergave, inclusief:

  • Naam scene en doel-map

  • Resolutie terrein

  • Resolutie textuur terrein

  • Schaal model

  • Afgevlakte randen

  • Normalen exporteren

  • Texturen exporteren

• ^{Thema voor weergave instellen}: Stelt u in staat de set lagen, die moet worden weergegeven in de kaartweergave, te selecteren uit vooraf gedefinieerde kaartthema’s.

• Het menu ^Opties verschaft sneltoetsen om:

  • Voeg visuele effecten toe aan het renderen van 3D, zoals het weergeven van schaduw, eye dome lighting of ingesloten omgeving weergeven

  • Synchroniseren van de weergaven (2D-kaartweergave volgt 3D-camera en/of 3D-camera volgt 2D-kaartweergave )

  • Zichtbare cameragebied weergeven in 2D-kaartweergave

  • ^Configureren van de instellingen van de 3D-kaartweergave

• ^{3D-kaartweergave vastzetten}: schakelen tussen los widget en venster op bovenste niveau

11.2.1. Scenes configureren

De 3D-kaartweergave opent met enkele standaard instellingen die u kunt aanpassen. Klik, om dat te doen, vergroot het menu ^Opties aan de bovenzijde van het 3D-paneel van het kaartvenster en druk op de knop ^{Configureren…} om het venster 3D configuratie te openen.

Fig. 11.24 Dialoogvenster 3D-configuratie

In het venster 3D-configuratie staan verscheidene opties om de 3D-scene fijn af te stemmen:

11.2.1.1. Terrein

• Terrein: Voordat we in de details duiken, is het goed om te weten dat het terrein in een 3D-weergave wordt weergegeven door een hiërarchie van tegels van het terrein en als de camera zich dichter naar het terrein verplaatst worden bestaande tegels, die niet voldoende details hebben, vervangen door kleinere tegels meet meer details. Elke tegel heeft een geometrie van mazen, die zijn afgeleid van de laag met het hoogteraster en textuur uit 2D-lagen.

  • De hoogte van het terrein Type kan zijn:

    • een Vlak terrein

    • een geladen DEM (rasterlaag)

    • een Online-service, laden van hoogtetegels geproduceerd door Mapzen tools – meer details op https://registry.opendata.aws/terrain-tiles/

    • een geladen gegevensset Laag met mazen

  • Hoogte: Rasterlaag of laag met mazen die moet worden gebruikt voor het maken van het terrein. De rasterlaag moet een band bevatten die de hoogte weergeeft. Voor een laag met mazen worden de waarden Z van punten gebruikt.

  • Verticale schaal: Schaalfactor voor de verticale as. Verhogen van de schaal zal de hoogte van landvormen overdrijven.

  • Resolutie tegel: Hoeveel monsters uit de rasterlaag voor het terrein te gebruiken voor elke tegel. Een waarde van 16px betekent dat de geometrie van elke tegel zal bestaan uit 16x16 hoogtemonsters. Hogere getallen maken meer gedetailleerde tegels voor het terrein, ten koste van verhoogde complexiteit bij het renderen.

  • Hoogte ring: Soms kunnen kleine scheurtjes zichtbaar zijn tussen tegels van het terrein. Verhogen van deze waarde zal verticale muren (“skirts”) toevoegen rondom tegels van het terrein om de scheurtjes te verbergen.

  • Verschuiving: Verplaatst het terrein naar boven of naar beneden, bijv. om de hoogte aan te passen, rekening houdende met het grondniveau of andere objecten in de scene.

    Dit kan nuttig zijn als er verschillen bestaan tussen de hoogte van het terrein en de hoogte van de lagen in uw scene (bijv. puntwolken die alleen een verticale hoogte gebruiken). In dit geval kan het handmatig aanpassen van de terreinhoogte om samen te vallen met de hoogte van objecten in uw scene de ervaring voor navigatie verbeteren.

• Wanneer een laag met mazen wordt gebruikt als terrein, kunt u de Instellingen driehoeken (weergave draadmodel, afgevlakte driehoeken, niveau van detail) en de Instellingen voor renderen van kleuren (als uniforme kleur of op kleurverloop gebaseerd) configureren. Meer details in het gedeelte 3D-eigenschappen laag met mazen.

• Terreinschaduw: Stelt u in staat te kiezen hoe het terrein zou moeten worden gerenderd:

  • Schaduw uitgeschakeld - kleur voor het terrein wordt alleen bepaald vanuit de textuur van de kaart

  • Schaduw ingeschakeld - kleur voor het terrein wordt bepaald met het Phong’s shading-model, dat rekening houdt met de textuur van de kaart, de normale vector van het terrein, licht(en) voor de scene en kleuren Omringen en Spiegelen en Glanzen van het materiaal van het terrein

11.2.1.2. Lichten

Op de tab Lichten, druk op het menu om toe te voegen

• tot maximaal acht Puntlichten: schijnt licht in alle richtingen, zoals een bol licht dat een gebied vult. Objecten dichter bij het licht zullen helderder zijn, en objecten verder weg zullen donkerder zijn. Een puntlicht heeft een ingestelde positie (X, Y en Z), een Kleur, een Intensiteit en een Demping

• maximaal vier Richtingslichten: bootst de verlichting na die u zou krijgen van een reusachtige zaklamp, heel ver weg van uw objecten, altijd gecentreerd en dat nooit dooft (bijv. de zon). Het straalt parallelle lichtstralen in één enkele richting maar het licht reikt tot in oneindigheid. Een richtingslicht kan worden geroteerd met een opgegeven Azimut, een Hoogte hebben, een Kleur en een Intensiteit.

Fig. 11.25 Dialoogvenster 3D Lichten configureren

11.2.1.3. Schaduw

Selecteer Schaduwen weergeven om schaduwen binnen uw scene weer te geven, gegeven:

• een Richtingslicht

• een Maximum afstand schaduw renderen: om renderen van schaduw op objecten te veraf te vermijden, in het bijzonder als de camera langs de horizon kijkt

• een Schuine schaduw: om effecten van zelf-schaduw te vermijden dat sommige gebieden donkerder zou kunnen maken dan andere, vanwege verschillen tussen grootten van kaarten. Hoe lager hoe beter

• een Kaartresolutie schaduw: om schaduwen er scherper uit te laten zien. Het zou kunnen resulteren in mindere uitvoering als de parameter voor de resolutie te hoog is.

11.2.1.4. Camera & skybox

Op deze tab kunt u verschillende parameters beheren, zoals camera, 3D-as, synchronisatie van navigatie en skybox.

Fig. 11.26 Het dialoogvenster 3D camera configuratie

• De groep parameters van Camera overschrijft enkele standaard camera-instellingen, gemaakt in het dialoogvenster Extra ► Opties ► 3D.

• Selecteer 3D-as weergeven om het gereedschap voor de 3D-as in te schakelen. Deze groep parameters smaakt het mogelijk het type as en de positie ervan in te stellen.

  • Met het type Coördinaten ReferentieSysteem zal een loodrechte as worden weergegeven.

  • Met het type Kubus zal een 3D-kubus worden weergegeven. De zijden van de kubus kunnen worden gebruikt om de cameraweergave te wijzigen: klik bijvoorbeeld op de noord-zijde om de camera te laten kijken vanuit het noorrden.

Tip

Klik met rechts op de 3D-as om snel zijn positie en type, en de cameraweergave in te stellen.

Fig. 11.27 Het contextmenu voor de 3D-as

• De groep parameters Navigatie synchroniseren voegt opties toe om de 2D-kaartweergave te synchroniseren met de 3D camerapositie of 3D camerapositie met 2D-kaartweergave of bidirectionele synchronisatie. De laatste optie geeft het zichtbare bereik van de 3D-camera weer op de 2D-kaartweergave.

• Selecteer Skybox weergeven om skybox-renderen in de scene in te schakelen. Het type skybox kan zijn:

  • Panoramische textuur, met een enkel bestand dat zicht verschaft op 360°

  • Afzonderlijke zijden, met een textuurbestand voor elk van de zes zijden van een box die de scene bevat

  Afbeeldingsbestanden voor textuur mogen bestanden op schijf zijn, URL’s op afstand of ingebed in het project (meer details).

11.2.1.5. Geavanceerd

• Resolutie kaarttegel: Breedte en hoogte van de 2D kaartafbeeldingen worden gebruikt als texturen voor de tegels van het terrein. 256px betekent dat elke tegel zal worden gerenderd naar een afbeelding van 256x256 pixels. Hogere getallen maken meer gedetailleerde tegels voor het terrein, ten koste van een grotere complexiteit voor het renderen.

• Max. scherm fout: Bepaalt de drempel voor het verwisselen van tegels voor het terrein door meer gedetailleerde (en vice versa) - d.i. hoe snel de 3D-kaartweergave een hogere kwaliteit tegels gaat gebruiken. Lagere getallen betekenen meer details in de scene, ten koste van een verhoogde complexiteit voor het renderen.

• Max. grond fout: De resolutie van de tegels voor het terrein waarop het opdelen van tegels in meer gedetailleerde zal stoppen (splitsen ervan zal niet op enigerlei wijze meer detail verschaffen). Deze waarde beperkt de diepte van de hiërarchie van de tegels: lagere waarden maken de hiërarchie dieper, wat de complexiteit voor het renderen verhoogt.

• Zoomniveaus: Geeft het aantal zoomniveaus weer (afhankelijk van de resolutie van de kaarttegels en de max. grond fout).

• Labels tonen: Schakelt labels voor de kaart in/uit

• Info kaarttegel tonen: Bevatten grenzen en tegelnummers voor de tegels van het terrein (nuttig voor het oplossen van problemen met het terrein)

• Begrenzingsvakken tonen: Geeft 3D-begrenzingsvakken weer van de tegels van het terrein (nuttig voor het oplossen van problemen met het terrein)

• Middelpunt camera weergeven

• Middelpunt rotatie camera weergeven

• Lichtbronnen weergeven: geeft een bol weer op de plek van origine van de lichtbronnen, wat het gemakkelijker maakt lichtbronnen opnieuw te positioneren of te plaatsen, relatief ten opzichte van de inhoud van de scene

• Frames per seconde (FPS) weergeven

• Debug overleg weergeven: visuele overleg die enige nuttige informatie voor debuggen en profileren weergeeft. Dit maakt het in het bijzonder mogelijk snel de weergave voor frame en scene te bekijken.

• Eye Dome Lighting (EDL) weergeven: een effect voor nabewerking dat de perceptie van diepte vergroot. De diepte van elke pixel (afstand vanaf de camera) wordt vergeleken met de diepte van zijn buurpixels en wordt geaccentueerd overeenkomstig het verschil in die diepte, wat de randen beter weergeeft. Beïnvloedt de gehele scene en kan worden gecombineerd Schermruimte ingesloten omgeving. De volgende parameters kunnen worden beheerd

  • Lichtsterkte: vergroot het contrast, maakt een betere perceptie voor diepte mogelijk

  • Afstand licht: geeft de afstand weer tussen de gebruikte pixels vanaf de pixel van het middelpunt en heeft het effect van het dikker maken van de randen.

• Schermruimte Ingesloten omgeving weergeven (SSAO): een effect voor nabewerking dat ook de perceptie van diepte vergroot door het toepassen van een donkerder schaduw voor gebieden die minder zijn blootgesteld aan omgevingslicht. Beïnvloedt de gehele scene en kan worden gecombineerd met Eye dome Lighting. De volgende parameters kunnen worden beheerd:

  • Straal: hoe ver we willen reiken om de ingesloten omgeving te berekenen

  • Intensiteit: hoe sterk het effect zou moeten zijn (hogere waarden maken dingen donkerder)

  • Drempel insluiting: hoeveel naburige punten moeten worden opgenomen om het effect te laten verschijnen (lagere waarden dan 50% zullen de uitvoer donkerder maken, maar mogelijk een groter bereik aan insluiting verschaffen)

Fig. 11.28 Renderen van Puntenwolken in 3D-kaart met Eye Dome Lighting (EDL) en/of Schermruimte ingesloten omgeving (SSAO)

Vanaf boven, links naar rechts: Geen effect – alleen SSAO – alleen EDL – SSAO en EDL

• Schaduwkaart debuggen: rendert de scene als een rood-zwarte afbeelding vanaf het punt van weergave van het licht dat wordt gebruikt voor de schaduwen (voor probleemoplossing). De widget is ingesteld met een proportionele Grootte voor de weergave van de 3D-kaart, en vastgezet in een Hoek.

• Dieptekaart debuggen: rendert de diepte kaart van de scene als een afbeelding waarin pixels dichtbij donkerder zijn (voor probleemoplossing). De widget is ingesteld met een proportionele Grootte voor de weergave van de 3D-kaart, en vastgezet in een Hoek.

11.2.2. Navigatie-opties

Verkennen van de kaartweergave in 3D:

• Het terrein kantelen (draaien langs een horizontale as die door het midden van het venster gaat)

  • Druk op de gereedschappen ^{Naar boven} en ^{Naar beneden}

  • Druk op Shift en gebruik de toetsen omhoog/omlaag

  • Sleep de muis voorwaarts/achterwaarts met de middelste muisknop ingedrukt

  • Druk op Shift en sleep de muis voorwaarts/achterwaarts met de linkermuisknop ingedrukt

• Het terrein draaien (langs een verticale as die door het midden van het venster gaat)

  • Draai het kompas van de widget Navigatie in de richting om naar te kijken

  • Druk op Shift en gebruik de toetsen links/rechts

  • Sleep de muis naar rechts/links met de middelste muisknop ingedrukt

  • Druk op Shift en sleep de muis naar rechts/links met de linkermuisknop ingedrukt

• Wijzigen van de positie van de camera (en het midden van de weergave), verplaatst rondom in een horizontale richting

  • Slepen met de muis met de linkermuisknop ingedrukt, en de knop ^Camerabeheer ingeschakeld

  • Drukken op de richtingspijlen van de widget Navigatie

  • Gebruiken van de toetsen omhoog/omlaag/links/rechts om de camera respectievelijk vooruit, achteruit, rechts en links te verplaatsen

• Wijzigen van de hoogte van de camera: druk op de toetsen Page Up/Page Down

• Wijzigen van de oriëntatie van de camera (de camera blijft op zijn plaats maar het middelpunt van het zicht verplaatst zich)

  • Drukken op Ctrl en de pijltoetsen gebruiken om de camera naar boven, beneden, links en rechts te draaien

  • Drukken op Ctrl en de muis slepen met de muisknop ingedrukt

• In- en uitzoomen

  • Drukken op de corresponderende gereedschappen ^Inzoomen en ^Uitzoomen van de widget Navigatie

  • Scrollen met het muiswiel (ingedrukt houden van Ctrl resulteert in fijnere zoom)

  • Slepen met de muis met de rechtermuisknop ingedrukt voor inzoomen (naar beneden slepen) en uitzoomen (naar boven slepen)

Klik op de knop ^{Volledig uitzoomen} aan de bovenzijde van het paneel van het 3D kaartvenster om de cameraweergave te herstellen.

11.2.3. Een animatie maken

Een animatie is gebaseerd op een set sleutelframes - cameraposities op bepaalde tijden. Een animatie maken:

1. Schakel het gereedschap ^Animaties in, wat de widget voor de speler van animaties zal weergeven

2. Klik op de knop ^{Sleutelframe toevoegen} en voer een Tijd sleutelframe in seconden in. Het combinatievak Sleutelframe geeft nu de ingestelde tijd weer.

3. Verplaats, met de gereedschappen voor Navigatie, de camera naar de positie die moet worden gekoppeld aan de tijd voor het huidige sleutelframe.

4. Herhaal de vorige stappen om net zoveel sleutelframes toe te voegen (met tijd en positie) als nodig.

5. Klik op de knop om een voorbeeld te zien van de animatie. QGIS zal scenes maken met de cameraposities/-rotaties van de ingestelde tijden, en ze interpoleren tussen deze sleutelframes. Verscheidene modi voor Interpolatie voor animaties zijn beschikbaar (bijv, lineair, inQuad, outQuad, inCirc… – meer details op https://doc.qt.io/qt-5/qeasingcurve.html#EasingFunction-typedef).

   De animatie kan ook worden bekeken door de schuifbalk voor tijd te verplaatsen. Selecteren van het keuzevak Lus zal de animatie herhaald afspelen, terwijl het klikken op een uitgevoerde animatie stopt.

Klik op ^{Animatieframes exporteren} om een reeks afbeeldingen, die de scene weergeven, te maken. Naast de bestandsnaam Sjabloon en de Map voor uitvoer, kunt u het aantal Frames per seconde, de Breedte uitvoer en Hoogte uitvoer instellen.

11.2.4. 3D-vectorlagen

Een vectorlaag met waarden voor hoogten kan in 3D-kaartweergave worden weergegeven door 3D-renderer inschakelen in het gedeelte 3D-weergave van de eigenschappen voor de vectorlaag. Een aantal opties zijn beschikbaar voor het beheren van het renderen van de 3D-vectorlaag.