Kde je v Olomouci největší hluk? Kde panuje největší strach? Kde je největší dopravní zátěž a kam se rozlije voda při různém stupni záplav? Přijďte si vyzkoušet novou verzi oblíbeného interaktivního modelu a podívat se na Olomouc z geografické nebo ptačí perspektivy.
Model, který vznikl díky spolupráci s Katedrou geoinformatiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci je součástí expozice Živá voda. Stačí se přiblížit a rázem můžete město zkoumat v nečekaných souvislostech.
Interaktivní ovládací kiosek vám umožní vybrat si z širokého repertoáru map a scénářů od těch, která se odvíjí od analýz v oblasti hydrologie, dopravního měření nebo měření hlukové zátěže až po aplikace tvrdých dat v kombinaci s pocitovými mapami například v otázce strachu ve městě.
Interaktivní model je přístupný v rámci expozice Živá voda v otevírací době Pevnosti poznání.
Proč jsme starý model nahradili novým?
Původní model byl vytvořen ze šedé tvrzené modelářské pěny, která výborně pohlcovala světlo, což bylo ideální pro promítání z projektorů. Tento materiál ale nebyl vhodný pro dlouhodobé aktualizace. S rozvojem skutečného města model zastaral a jakékoliv úpravy byly komplikované – model sestával z velkých desek různých, i když podobných rozměrů (zhruba 1 metr). Jakákoliv změna vyžadovala časově náročnou demontáž, přemodelování a novou instalaci.
Model byl navíc prostorově deformovaný, což ztěžovalo výpočet projekcí – vstupní obraz musel být uměle upraven tak, aby seděl na zkreslený tvar modelu, a to i s ohledem na další deformaci, kterou způsoboval samotný projektor. Cílem pro nový model se tak stala především snadná aktualizace – tedy jednoduchá výměna jednotlivých dílků a flexibilní přizpůsobení mapových podkladů, které lze navázat na různá tematická zobrazení nebo akce.
Jak se model tvoří
Prvním krokem je získání dat o tvaru povrchu – tzv. digitální model povrchu. Běžně dostupná data však nejsou dostatečně kvalitní pro realistické zobrazení budov. Pro takto podrobný model se tedy musí provést detailní laserové skenování a z výsledného “mračna bodů” se následně sestaví jednotlivé plochy modelu.
Takový model zabírá několik gigabajtů a jeho zpracování vyžaduje výkonný hardware. Model zobrazuje území o rozloze zhruba 18 km², a protože chceme zachovat dostatečný detail pro rozeznání jednotlivých budov, volili jsme velké měřítko. Například vzdálenost 4,2 km v reálu odpovídá 3,9 m na modelu, což odpovídá přibližnému měřítku 1 : 1 100.
Rozměry a zajímavosti
Model nebylo možné vytisknout jako jeden celek – i když by to bylo teoreticky možné s obří 3D tiskárnou, kterou ale nemáme. V Pevnosti používáme více tiskáren značky Prusa, a proto jsme model rozdělili na jednotlivé dlaždice o rozměru 10 × 10 cm. Celkem bylo vytištěno 1 521 dílků – model má 39 dílků na každé straně. Výsledný model váží necelých 90 kilogramů.
Princip 3D tisku
3D tisk, známý také jako aditivní výroba, je proces, při kterém se trojrozměrné objekty vytvářejí postupným nanášením vrstev materiálu – nejčastěji plastového filamentového vlákna. Tiskárna čte digitální model (ve formátu STL nebo jiném) a převádí ho do vrstev, které tisková hlava po jedné pokládá na tiskovou podložku. Každá vrstva se zahřátím roztaví a spojí s předchozí.
V našem případě jsme použili tiskárny typu FDM (Fused Deposition Modeling), což je nejběžnější typ 3D tiskáren pro výrobu plastových dílů. Výhodou této technologie je cenová dostupnost, poměrně vysoká přesnost a možnost snadno nahradit poškozené nebo zastaralé části.
Díky 3D tisku můžeme model snadno upravovat, doplňovat o nové budovy a měnit jeho podobu podle aktuálních potřeb nebo tématických výstav. My v Pevnost máme mnoho tiskáren od společnosti Prusha, které nám pomáhají i v jiných edukačních činnostech.
Ukázka modelu
Samotný model není jediným prvkem exponátu – důležitou součástí je také interaktivní ovládací kiosek. Ten slouží k výběru různých map a scénářů. Ovládání zajišťuje aplikace vytvořená studentkou z katedry informatiky Leonou Vaculkovou v rámci absolventské práce.
Aplikace funguje na dvou oknech – jedno se zobrazuje na kiosku, druhé promítají dva projektory přímo na model. Ty musí být dokonale sladěné, aby obraz seděl přesně i v místě jejich překryvu.
V současné verzi aplikace jsou dostupné tyto tematické vrstvy, které byly vytvořeny ve spolupráci s katedrou geoinformatiky:
- Základní mapa – slouží k orientaci v prostoru. Umožňuje rozpoznat klíčové orientační body, jako jsou Pevnost poznání, Přírodovědecká fakulta, hlavní nádraží, Horní náměstí, fotbalový stadion nebo Klášterní Hradisko.
- Povodňové mapy – zobrazují rozlivy vody před realizací protipovodňových opatření. K dispozici jsou varianty pro tzv. pětiletou, dvacetiletou a stoletou vodu. Tato čísla neznamenají, že k povodni dochází pravidelně každých 5, 20 nebo 100 let, ale určují pravděpodobnost, že k takové události dojde jednou v daném časovém horizontu.
- Dopravní zátěž a hluk – tato vrstva vizualizuje intenzitu dopravy a akustickou zátěž. Dvě samostatné mapy ukazují jednak hustotu dopravy (pomocí barvy a šířky linií), a jednak hlukovou zátěž. Lze zde pozorovat výraznou prostorovou korelaci – s výjimkou míst jako je železnice, kde auta nejezdí, ale hluk je přesto přítomný.
- Pocitové mapy – v současnosti je k dispozici mapa strachu obyvatel Olomouce. Pocitové mapy vznikají na základě participativního sběru dat – tedy díky zapojení samotných obyvatel, kteří zaznamenávají, kde vnímají různé emoce. Tyto pocity jsou velmi subjektivní a proměnlivé, proto se jedná o výsledky dlouhodobého mapování. Mentálnímu mapování a souvisejícím jevům, jako je například teplotní komfort, se věnují odborníci například na Katedře geografie.
V plánu je samotný model aktualizovat dle změn ve městě a doplňovat tematické projekce, stejně tak skrze model publikovat výsledky geovědních (geografie, rozvojová a environmentální studia, geologie a geoinformatika) oborů Přírodovědecké fakulty UP.
Interaktivní model a výše uvedený text vznikly ve spolupráci s Katedrou geoinformatiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.
