EcoMod: Razlika med redakcijama
| Vrstica 25: | Vrstica 25: | ||
'''Aplikacija omogoča tudi izvoz geometrije dreves za pripravo videa:''' | '''Aplikacija omogoča tudi izvoz geometrije dreves za pripravo videa:''' | ||
| − | <dhflashplayer>file=movie-walking-ffmpeg-lowq.flv|width=640|height=480| | + | <dhflashplayer>file=ecomod/movie-walking-ffmpeg-lowq.flv|width=640|height=480| |
path=http://labraj.uni-mb.si/~ales/</dhflashplayer> | path=http://labraj.uni-mb.si/~ales/</dhflashplayer> | ||
Redakcija: 09:06, 24. oktober 2007
EcoMod je računalniška aplikacija, ki omogoča interaktivno oblikovanje naravnih dreves, s katerim je integriran še simulator življenja dreves v ekosistemu, ki upošteva realne terenske podatke. Modul za interaktivno oblikovanje najprej omogoča hitro in fleksibilno izdelavo (parametrizacijo) novih 3D proceduralnih modelov za prikaz naravnih dreves. Parametrizirani proceduralni modeli so uporabljeni za prikaz primerkov različno personaliziranih individualnih geometričnih modelov dreves za enako vrsto, z različno starostjo in vplivi okolja. Dobljeni modeli dreves so uporabljeni za animacijo spontanega zaraščanja gozdov skozi več stoletij. Za izdelavo na pogled realistične porazdelitve dreves po terenu je uporabljen simulator življenja dreves. Simulator upošteva realne terenske podatke (višinski podatki DMR - digitalni model reliefa) in izračuna življenske pogoje za drevesa, da bi tako simuliral biološka načela. Glavni upoštevani življenski pogoji so nadmorska višina, naklon, sonce in veter. Drevesa na podlagi ugodnosti teh pogojev tekmujejo za preživetje. Upoštevan je tudi način širjenja semen, zaradi katerega se skupine dreves pojavljajo na enakih območjih. Pri gradnji aplikacije so bili upoštevani številni napotki iz znanstvene in strokovne literature, za povečanje zmogljivosti simulacijskega procesa in priprave realističnega prikazovanja nastajajočih ekosistemov.
Kmalu: objavili bomo izdajo v1.1 (kontaktirajte avtorja za trenutno beta izdalo različice), ki omogoča močnejšo statistično analizo in simulacijo naravnih katastrof.
Avtor: Aleš Zamuda
Kontakt: ales.zamuda@uni-mb.si
Vsebina
Zaslonske slike
Aplikacija omogoča tudi izvoz geometrije dreves za pripravo videa:
Get the Flash Player to see this player.
Implementacijske specifike
Aplikacija EcoMod je zapisana v programskem jeziku C++ in uporablja Qt4 in OpenGL, zato je neodvisna od operacijskega sistema (Linux/Mac/Win32,...), procesorske arhitekture (32/64 bitna) in C++ prevajalnika (GCC, MinGW, MSVC). Sestavljajo jo trije glavni medsebojno povezani moduli, izmed katerih ima vsak poseben namen:
1. Modelirnik geometrije 3D naravnih dreves je prva, visoko interaktivna komponenta aplikacije. Proceduralni model drevesa temelji na Holtonovem žilnem modelu, ki je še dopolnjen in spremenjen na več načinov, npr. za lažjo parametrizacijo ali več animacijskih tehnik. Omogoča interaktivno parametrizacijo proceduralnega modela drevesa z uporabo grafov in drugih interaktivnih gradnikov. Dobljeni parametri se shranijo v preprosto datoteko, kjer so realna števila zapisana v berljivi besedilni obliki. Takšne datoteke je možno kasneje naložiti, z aplikacijo pa prihaja tudi osnovna knjižnica primerov zmodeliranih dreves. Upodobitev proceduralnega modela je opravljena z OpenGL, okenski kontekst za OpenGL pa je pridobljen s Qt4 gradnikom QGLWidget.
2. Vizualizator ekosistemov je druga komponenta, ki upodablja realni pokrajino realnega terena. Za prikaz površja so uporabljena polja oglišč. Programska koda uporablja GLee knjižnico za delo z OpenGL razširitvami za platformno neodvisnost le-teh. Drevesni modeli so dobljeni iz komponente za 3D modeliranje ter nameščeni na mesta rasti dreves iz simulacije rasti ekosistema. Scena lahko vsebuje do več sto tisoč dreves, t.j. do skupaj več kot 100.000.000 trikotnikov. Izdelani primerki proceduralnih modelov so zato za pohitritev prikazovanja poenostavljeni glede na stopnjo podrobnosti ali odstranjeni zaradi obrezovanja na vidni volumen.
3. Simulacija umetnega življenja dreves oz. rastlin znotraj ekosistema uporablja realne podatke življenskih pogojev, tekmovanje med rastlinami in model razširjenja rastlin. Stohastična simulacija uporablja LCG generator spevdo-naključnih števil. Realni podatki so dobljeni iz digitalnega modela reliefa (podatki iz GIS-sistemov), vlažnost, vetrovnost in osončenost naloženega terena pa izračunani sproti. Ta komponenta je lahko uporabljena kot ogrodje, za uporabo številnih njenih algoritmov in modelov v drugih, multi-disciplinarnih področjih.
Na temeljih zgrajenega aplikacijskega ogrodja je bilo objavljenih nekaj znanstvenih člankov, kot je videti iz http://labraj.uni-mb.si/~ales/ecomod in vsakdo je povabljen tudi, da se pridruži nadaljnemu razvoju aplikacije (glej tudi http://sourceforge.net/projects/ecomod/).
Aplikacija ima licenčne pogoje licence GPL license version 2. Trenutno je polni avtor celotnega izvornega koda (tj. 30.000+ vrstic kode) Aleš Zamuda. Ker je aplikacija zastonj in prosto dostopna, bi bil zalo vesel kakršnegakoli sporočila, da se aplikacija uporablja ali nadalje razvija.
Datoteke
Stabilna različica (EcoMod 1.0) je dostopna pod odprtokodno licenco GPL:
- Linux (ecomod-linux-1.0.zip),
- BSD (ecomod-bsd-1.0.zip),
- Windows (ecomod-win32-1.0.zip),
- Izvorna koda (ecomod-src-1.0.zip).
Zahteve za zagon: primeren gonilnik za grafično kartico in Qt4 pod Linux in BSD sistemi.
Nagrade
- 2. mesto na tekmovanju študentskih člankov IEEE Regije 8, ki je bilo na konferenci EUROCON 2007 na Poljskem, od 9. do 12. septembra 2007
- zmaga na tekmovanju študentskih referatov ERK '06 (potrdilo)
- sprejetje (2. mar 2007) med 5 najboljših za nastop na tekmovanju IEEE Regije 8, ki je bilo na Poljskem, od 9. do 12. septembra 2007, (novica iz IEEE strani)
- priznanje FERI za znanstveno raziskovalno delo - ob dnevu fakultete FERI 2006 (priznanje)
Objave
A. Zamuda, J. Brest, N. Guid, and V. Žumer. Modelling, Simulation, and Visualization of Forest Ecosystems. The IEEE Region 8 EUROCON 2007: International conference on "Computer as a tool", September 9-12, 2007, Warsaw, Poland, 2007, str. 2600-2606..
A. Zamuda, J. Brest, N. Guid, and V. Žumer. Construction of Virtual Trees within Ecosystems with EcoMod Tool. IPSI-2006 Slovenia, International Conference on Advances in the Internet, Processing, Systems, and Interdisciplinary Research, Book of Abstracts, 2006, str. 15.
A. Zamuda, N. Guid. Modeliranje, simulacija in upodabljanje gozdov. Zbornik petnajste mednarodne Elektrotehniške in računalniške konference ERK, 2006, str. 391-392.
A. Zamuda. Modeliranje, simulacija in upodabljanje drevesnih ekosistemov. Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, diplomska naloga.
A. Zamuda, D. Strnad. Interaktivni modelirnik realističnih animiranih dreves. Zbornik trinajste mednarodne Elektrotehniške in računalniške konference ERK, 2004, str. 11-14.
A. Zamuda. Modeliranje, simulacija in upodabljanje gozdov. Abakus, 2007, str. 22-23.