ArcScene 9.2 - Uma abordagem sobre criação de Animações 3D

ARCSCENE 9.2: UMA ABORDAGEM GERAL SOBRE CRIAÇÃO DE ANIMAÇÕES TRIDIMENSIONAIS

RAMON LEAL PESSÔA

JOÃO PESSOA – PB 2009

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ________________________________________________________ 3

2 ANIMAÇÕES 3D COM ARCSCENE _______________________________________ 4

2.1 DEFINIÇÕES INICIAIS ______________________________________________ 6

2.1.1 Modelos de Terreno_____________________________________________ 6

2.1.2 Z-Values em Atributos ___________________________________________ 9

2.1.3 Z-Value Atrelado a Geometria ____________________________________ 10

2.2 ANIMAÇÃO NO ARCSCENE ________________________________________ 11

2.2.1 Ambiente do ArcScene _________________________________________ 11

2.2.2 Propriedades de um Layer Keyframe ______________________________ 15

2.2.3 Propriedades de um Camera Keyframe_____________________________ 15

2.2.4 Propriedades de um Scene Keyframe ______________________________ 16

2.2.5 Propriedades de um Time Layer Keyframe __________________________ 17

2.2.6 Tracks (trilhas) ________________________________________________ 17

2.3 EXEMPLOS DE ANIMAÇÃO ________________________________________ 19

2.3.1 Animações com Layer Keyframe __________________________________ 19

2.3.2 Animações com Camera Keyframe ________________________________ 20

2.3.3 Animações com Scene Keyframe _________________________________ 20

2.3.4 Animações com Time Layer Keyframe _____________________________ 21

2.4 SALVANDO E EXPORTANDO ANIMAÇÃO _____________________________ 21

3 CONSIDERAÇÕES ___________________________________________________ 23

REFERÊNCIAS __________________________________________________________ 24

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1 INTRODUÇÃO

A utilização de Sistemas de Informações Geográficas (SIG´s) para

representação e gerenciamento do espaço está se tornando cada vez mais intensa.

Dessa forma, a visível complexidade de modelagem do ambiente geográfico

impulsiona o constante desenvolvimento de ferramentas e metodologias para

garantir maior eficiência e precisão nas aplicações de SIG.

Nesse cenário, a possibilidade de se representar tridimensionalmente o

espaço geográfico com precisão (observada nas exigências técnicas para geração

de dados cartográficos), tem ampliado o leque de possíveis aplicações e favorecido

o surgimento de softwares de SIG com funcionalidades mais específicas, tais como

a análise em três dimensões (3D),

Especificamente para esse tipo de análise, o software ArcGIS dispõe de

uma extensão, denominada “3D Analyst”, e dois aplicativos de visualização

tridimensional, um para aplicações mais específicas e locais, e outro para aplicações

mais abrangentes e globais, correspondendo respectivamente ao ArcScene e

ArcGlobe.

Além das análises permitidas com a integração da extensão e um aplicativo

de visualização 3D, existe ainda a possibilidade de se produzir animações

tridimensionais.

Essa possibilidade oferece, aos usuários de SIG, a produção de

apresentações mais atraentes, além da tradução mais aproximada da realidade do

espaço geográfico para um ambiente computacional.

Apresentações dessa natureza facilitam o entendimento das relações

geográficas, proporcionando a compreensão de elementos e fenômenos espaciais

por especialistas, e até mesmo por indivíduos da sociedade que não possuem

conhecimentos técnico-específicos.

Assim, este documento visa discorrer sobre características do aplicativo de

visualização tridimensional ArcScene, presente no pacote do software ArcGIS 9.2, a

partir de uma abordagem sobre conceitos e funcionalidades envolvidas para geração

de animações tridimensionais.

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2 ANIMAÇÕES 3D COM ARCSCENE

O software ArcScene 9.2 presente na extensão 3D Analyst do pacote

ArcGIS é uma aplicação que permite visualizar dados geográficos em três

dimensões. Em seu ambiente gráfico é possível executar a sobreposição de várias

camadas de dados para exibição 3D. Tal exibição é efetuada a partir da leitura de

informações quantitativas de uma determinada grandeza disposta sobre o espaço

(geralmente elevação1), possibilitando a análise e visualização tridimensional.

De maneira semelhante ao ArcScene, há também o aplicativo ArcGlobe

para proporcionar o desenvolvimento de projetos que necessitem de visualização e

análise 3D. Entretanto, existem alguns aspectos que diferenciam suas aplicações e

determinam qual ambiente deve-se utilizar.

O ArcGlobe é desenvolvido para ser utilizado com uma grande quantidade

de dados, permitindo a visualização funcional e ágil de dados vetoriais e raster

(matricial). Baseada em uma visão abrangente do espaço geográfico, todos os

dados são projetados em um globo e exibidos em diferentes níveis de detalhes,

objetivando a obtenção de desempenho máximo através do carregamento dos

dados considerando os níveis definidos. Ainda, para favorecer a velocidade de

navegação e visualização, dados vetoriais são transformados em raster de acordo

com seus níveis de detalhes.

Já o ArcScene é um aplicativo desenvolvido para aplicações mais locais,

sendo adequado para geração de cenários em perspectiva. Dados vetoriais são

exibidos como vetores e possuem a capacidade de suportar simbologia 3D.

Algumas das diferenças funcionais mais importantes estão exibidas na

Tabela 1. Após a tabela, na Figura 1, pode-se visualizar ainda a diferença entre uma

cena em perspectiva no ArcScene e a visão global encontrada no ambiente

ArcGlobe.

É válido salientar que, considerando o objetivo desse documento, as

características tratadas posteriormente, irão abordar estritamente o aplicativo

1 Geralmente trabalha-se com dados de elevação para visualização 3D, mas de acordo com conceitos encontrados sobre modelagem de terreno, é tranquilamente possível utilizar outra grandeza, tais como componentes minerais presentes no solo, e projetá-la tridimensionalmente para executar análises. No item 2.1.1 deste documento aborda-se tal fato com mais esclarecimentos conceituais.

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ArcScene 9.2 da extensão 3D Analyst e os conceitos necessários para o

entendimento de suas funcionalidades para geração de Animações 3D.

Tabela 1 – Diferenças principais entre ArcGlobe e A rcScene.

DESCRIÇÃO ARCGLOBE ARCSCENE

3D Analyst Toolbar Não Suportado Suportado

Habilidade para lidar com grandes volumes de dados Suportado Não Suportado

Utilizar TIN como fonte de elevação Suportado Suportado

Exibição de TIN Não Suportado Suportado

Complexas Simbologias 3D Não Suportado Suportado

Annotation Feature Classes Suportado Não Suportado

Fonte: ESRI (2009).

Conclusivamente, pode-se considerar, de maneira resumida, que o

ArcGlobe é a melhor opção quando:

� O volume de dados é elevado;

ArcGlobe ArcScene

Figura 1 – Visualizações 3D distintas entre o ArcGl obe e ArcScene.

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� A extensão da área de trabalho corresponde a uma vasta região,

onde a curvatura da terra pode ser considerada;

� Não há a necessidade de simbologia tridimensional para dados

vetoriais.

Por outro lado, considera-se o ArcScene a melhor opção quando:

� O volume de dados é pequeno;

� A extensão da área de trabalho corresponde a uma pequena região,

onde a curvatura da terra torna-se consideravelmente irrelevante;

� Há a necessidade de simbolizar tridimensionalmente dados vetoriais.

2.1 DEFINIÇÕES INICIAIS

Para que dados geográficos sejam visualizados em 3D, faz-se necessária a

existência de informações quantitativas de uma determinada grandeza que varia

sobre o espaço, onde comumente é utilizado dados de elevação (altura e/ou

altitude), como citado anteriormente na página 3. Dentro do software ArcGIS, tais

informações são tratadas por Z-Values (Valores de Z – Valores de Elevação no eixo

Z).

Existem várias maneiras de se trabalhar com visualização em perspectiva

tridimensional com dados geográficos, das quais as três principais formas são:

� Sobreposição de um modelo de terreno com valores de Z (Modelos

Digitais de Terreno (MDT) – TIN ou Raster)

� Z-Value armazenado em atributos;

� Z-Value atrelado a Geometria do dado.

2.1.1 Modelos de Terreno

Para representação das variações de relevo em superfícies do espaço

geográfico, antes da disseminação do SIG, os materiais cartográficos utilizavam o

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traçado manual de curvas de níveis e/ou pontos cotados com altitudes referenciadas

ao nível médio do mar (datum vertical). Tal representação era proporcionada por

técnicas de topográfica e/ou fotogrametria, onde através de simples interpolação

linear, eram obtidos valores intermediários. (BRENDA e CORRÊA, 2006)

Com o advento do SIG, a representação da superfície evoluiu, passando a

ser executado por técnicas avançados e automatizados de interpolação

computacional, resultando em uma descrição matemática do terreno denominada de

Modelo Digital de Terreno – MDT. (ROCHA, 2000)

De maneira geral, um MDT é usado para representação de uma grandeza

que varia continuamente no espaço, tais como os dados de elevação, quantidade de

minerais presentes no solo ou dados de precipitação pluviométrica de uma região.

Além disso, também é comum encontrar na literatura termos sendo

utilizados analogamente ao MDT, como no caso do Modelo Numérico de Terreno

(MNT). Ainda, quando o MDT representa dados de elevação, é comumente utilizado

o termo Modelo Digital de Elevação (MDE).

Já na língua inglesa, os termos consolidados e relacionados a esta

modelagem são:

� Digital Terrain Model (DTM);

� Digetal Elevation Model (DEM);

� Digital Elevation Data (DED).

De maneira simplificada, deve-se entender o MDT como a representação

matemática de uma superfície, através das coordenadas X, Y e Z, onde X e Y

localizam espacialmente o fenômeno e Z, quantifica a grandeza trabalhada.

Habitualmente, são utilizados dois tipos de dados para representação de um

MDT:

� Malha Regular, apresentada em formato matricial contendo colunas

(X), linhas (Y), e um número digital (Z) correspondente à grandeza

modelada para cada Célula (interseção de linha e coluna).

� Malha Triangular, apresentada em formato vetorial contendo pontos,

com valores (Z) da grandeza modelada, interligados por linhas que

formam triângulos. Nela, cada região possui coordenadas X, Y para

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a localização espacial. Vale ressaltar ainda que comumente refere-se

à malha Triangular pelo anglicismo TIN (Triangular Irregular

Network).

Para a melhor visualização desses dois tipos de representações a Figura 2

a seguir exibe na parte esquerda uma Malha Regular e na parte direita uma Malha

Triangular ou TIN.

Ainda, para um maior esclarecimento sobre as diferentes características

entre os modelos de representação, a tabela abaixo apresenta as principais

diferenças entre a Grade Regular e a Grade Irregular Triangular (TIN).

Tabela 2 – Comparação entre modelos de Grade Regula r e Grade Triangular.

GRADE REGULAR RETANGULAR GRADE IRREGULAR TRIANGULAR (TIN)

Apresenta regularidade na distribuição espacial dos vértices das células do modelo

Não apresenta regularidade na distribuição espacial dos vértices das células do modelo

Os vértices dos retângulos são estimados a partir das amostras

Os vértices dos triângulos pertencem ao conjunto amostral

Apresenta problemas para representar superfícies com variações locais acentuadas

Representa melhor superfícies não homogêneas com variações locais acentuadas

Grade Regular TIN

Figura 2 – Visualização de uma Grade Regular e uma Grade Irre gular Triangular (TIN). Fonte: Adaptado de Câmara, Monteiro e Medeiros (200 1).

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Estrutura de dados mais simples Estrutura de dados mais complexa

Relações topológicas entre os retângulos são explícitas

É necessário identificar e armazenar as relações topológicas entre os triângulos

Mais utilizado em aplicações qualitativas e para análises multiníveis no formato raster. Mais utilizado em aplicações quantitativas.

Fonte: Adaptado de Câmara, Monteiro e Medeiros (200 1).

2.1.2 Z-Values em Atributos

Uma outra forma de armazenar informações de elevação é utilizando uma

coluna da tabela de atributos com valores numéricos correspondendo a altura ou

altitude.

Esse tipo de armazenamento é geralmente utilizado quando se trabalha

com pontos cotados ou curvas de níveis, onde cada entidade geográfica possui, em

seu registro da tabela de atributos, um determinado valor de Z.

Quando um arquivo possui esse tipo de armazenamento, diz-se que ele

corresponde a uma entidade 2D que possui informações 3D.

A Figura 3 a seguir exemplifica a situação tratada neste item, onde estão

exibidos dois arquivos com Z-Values em Atributos, correspondentes à Camada

Pontos_Cotados e Curvas_de_Níveis. Nela é exposta ainda os atributos dos pontos

cotados.

Figura 3 – Arquivos com Z-Values em Atributos.

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2.1.3 Z-Value Atrelado a Geometria

No ArcGIS, shapefiles podem conter Z-Values atrelados em sua própria

geometria. Neste caso, as feature classes (classes de feições) são denominadas de

3D.

Para converter dados de SIG, comumente produzidos em 2D, em 3D, deve-

se utilizar informações de:

� Um MDT, onde haverá um processamento para coleta do valor e

transferência para geometria do arquivo resultante;

� Atributos do dado, onde o valor armazenado em uma coluna da

tabela de atributos será transferido para o arquivo resultante;

� Um valor de elevação constante, onde o usuário determina

manualmente um valor constante desejado.

Dessa forma, tem-se a possibilidade de utilização, dentro do ArcGIS, de

dados pontuais, lineares e poligonais com geometria tridimensional. Para verificar se

o dado possui geometria 3D ou não, deve-se observar o atributo que armazena a

Geometria do shapefile, correspondente a coluna “Shape*” da tabela de atributos de

qualquer arquivo shapefile.

A Tabela 3 exibe os atributos utilizados para caracterização do

armazenamento de geometria, possibilitando assim, a diferenciação entre feições 2D

e 3D.

Tabela 3 – Atributo e Geometria do shapefile.

SHAPE* TIPO

Point Ponto com geometria 2D.

Line Linha com geometria 2D.

Polygon Poligono com geometria 2D.

Point Z Ponto com geometria 3D embutida.

Line Z Ponto com geometria 3D embutida.

Polygon Z Ponto com geometria 3D embutida.

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2.2 ANIMAÇÃO NO ARCSCENE

Uma animação consiste basicamente em uma visualização das mudanças

de propriedades de um ou vários objetos (tais como layers). A seqüência de

visualização das mudanças de propriedades produz o efeito necessário para

geração da animação desejada.

Quando se trabalha com análises tridimensionais em SIG, as animações

podem ajudar, dentre muitas questões, a visualizar mudanças em perspectiva 3D e

alterações de propriedades importantes que não são destacadas em 2D, além de

melhor identificar mudanças ocorridas no tempo.

Nos itens a seguir, serão identificadas as características gerais do

ArcScene, observando seus aspectos principais para a geração de animações

tridimensionais. Além disso, serão exibidas as propriedades dos objetos utilizados

que podem ser animadas no ArcScene, além de expor as formas de geração de

animação e suas especificidades.

2.2.1 Ambiente do ArcScene

A interface do aplicativo ArcScene é bastante intuitiva assemelhando-se

com o ambiente do ArcMap. Os principais menus do ArcScene são idênticos aos do

ArcMap, o que facilita a utilização do aplicativo por usuários do ArcGIS.

Ao abrir o ArcScene pela primeira vez, exibi-se basicamente as três barras

principais: Barra de Menu, Barra Padrão e a Barra de Ferramentas do aplicativo.

Além destas, também são exibidas a Tabela de Conteúdos na parte lateral esquerda

e uma área central para visualização dos dados importados e ativos na cena.

A Figura 4 a seguir exibe a tela capturada do aplicativo ArcScene,

possibilitando a visualização de sua interface. Na figura, estão destacadas com um

contorno verde as partes mais importantes.

Na parte 1, tem-se a barra de menus para execução de operações mais

gerais sobre o documento trabalhado, tais como abertura, gravação e exibição de

extensões do aplicativo.

Na parte 2 encontram-se alguns ícones que facilitam o acesso a funções da

barra de menus.

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Na parte 3, estão localizadas as funções de interação com a visualização

dos dados trabalhados correspondente a Barra de Ferramentas do ArcScene.

E na parte 4, exibi-se a tabela de conteúdos, parte onde os dados

importados são exibidos em forma de camadas (layers).

Inicialmente, é importante que sejam consideradas algumas definições do

aplicativo. Uma delas é a Cena (Scene), que corresponde a visualização geral dos

dados ativos no ArcScene.

Como visualizado na Figura 4 anteriormente, os dados importados para uma

cena, são exibidos em camadas na tabela de conteúdos dentro um “Scene Layers”

(Camadas da Cena). Cada “Scene Layers” pode conter diversas camadas e grupo

de camadas, entretanto, cada arquivo do ArcScene só pode conter um “Scene

Layes”.

Clicando com o botão sobre o “Scene Layes” pode-se abrir as suas

Propriedades, onde tem-se a possibilidade de alteração de:

Figura 4 – Interface do Aplicativo.

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o Exagero Vertical;

o Cor do Plano de Fundo;

o Sistema de Coordenadas;

o Alcance de Visualização Principal;

o Iluminação Solar (Azimute Solar, Elevação Solar e Contraste).

Essas propriedades correspondem as definições iniciais para a criação de

um projeto no ArcScene. Entretanto, nada impede que se executem alterações

sobre essas propriedades durante um projeto.

A partir do conhecimento da cena no aplicativo, pode-se seguir para o

entendimento do processo de geração de animações sobre os dados no ArcScene

que se dá a partir da utilização da Barra de Ferramentas “Animation”.

Para habilitar a Barra de Ferramentas deve-se seguir à Barra de Menus e

clicar no menu View -> ToolBars -> Animation, como demonstrado na Figura 5

abaixo. Após a habilitação, aparecerá a Barra de Ferramentas “Animation”,

visualizada na parte direita da Figura 5.

Figura 5 – Barra de Ferramentas “Animation”.

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Para produção de animação com a Barra de Ferramentas “Animation”

existem métodos distintos, entretanto, todos estão baseados no conceito de

Keyframe (Quadros-chave).

De maneira geral, um Keyframe corresponde à captura de um determinado

objeto da cena em um momento definido. De forma mais simples, ele pode ser

comparado a uma câmara fotográfica, registrando as propriedades momentâneas de

um ou vários objetos inseridos na Cena.

Criando dois ou mais Keyframes em uma cena, o ArcScene executa uma

interpolação para exibição gradativa da variação das propriedades modificadas entre

a primeira e as outras capturas efetuadas. Dessa forma, tem-se, com a transição

entre Keyframes, a produção de visualizações animadas no aplicativo.

Dentro do ArcScene existem quatro tipos de Keyframes:

o Layer Keyframe, utilizado para captura das propriedades das

camadas;

o Camera Keyframe, utilizado para captura das propriedades de

visualização;

o Scene Keyframe, utilizado para captura das propriedades da

Cena;

o Time Layer Keyframe, utilizado para produção de animações

com variações temporais das propriedades das camadas.

Para criação de Keyframes, existem dois caminhos básicos que

correspondem à utilização do botão “Capture View” e à utilização do “Create

Keyframe...” incluído na Barra de Ferramentas Animation.

Vale ressaltar que outra maneira menos complexa de produzir animações

dar-se através da utilização do botão “Record” existente no “Animation

Controls”, acessado através do botão “Open Animation Controls” . Nesta

gravação, é efetuada uma captura da visualização da cena, na qual o usuário fica

livre para utilizar as ferramentas de visualização do ArcScene.

Por ter uma característica aberta para manipulação, tal gravação se

apresenta como uma maneira mais simples para geração de animações, entretanto,

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ela não oferece muitos recursos de variações em conjunto de objetos como se

observa no caso da edição de Keyframes.

Conclusivamente, cada Keyframe possui um conjunto de propriedades

específicas para animação que estão diretamente relacionadas ao seu tipo. Tais

propriedades estão descritas nos subitens a seguir.

2.2.2 Propriedades de um Layer Keyframe

A Tabela 4 abaixo exibe a descrição das propriedades que podem ser

animadas em um Layer Keyframe.

Tabela 4 – Propriedades de um Layer Keyframe

PROPRIEDADES DESCRIÇÃO

Visibility

Define a visibilidade dos objetos (Layers) dentro do Track. Em um Keyframe específico, por exemplo, as camadas podem estar definidas para não serem visualizadas, de forma que somente as outras camadas sejam

exibidas.

Transparency Define a transparência dos objetos (Layers) dentro de um Track. Pode-se

definir uma determinada porcentagem de transparência sobre um layer para que outros layers possam aparecer.

Translation Define uma distância para mover os objetos (Layers) contidos em um Track nas direções x, y e z.

Scale Define um fator de escala sobre os eixos x, y e z, para aumentar ou diminuir objetos.

Rotation

Definem ângulos de rotação em x, y e z sobre um ponto fixado para objetos contidos em um Track. Rotação sobre eixo x é denominada de ângulo de

roll ou de yaw. Rotação sobre o eixo y, é denominada de inclinação ou ângulo de pich. Rotação sobre o eixo z é denominado de azimute ou ângulo

de Heading.

Center Offset Define o valor do centro para modificação dos objetos contidos dentro do Track. Com o padrão (0,0, 0,0, 0,0), a escala e a rotação são realizadas

com o centro do retângulo envolvente do Layer. Fonte: Adaptado de ESRI (2009).

2.2.3 Propriedades de um Camera Keyframe

A Tabela 5 a seguir exibe a descrição das propriedades que podem ser

animadas em um Camera Keyframe.

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Projection Type

“Perspective” Define, para o observador, a exibição da visualização em uma projeção perspectiva. Isto permite que a cena seja observada em três dimensões

possibilitando a visualização em ângulos oblíquos. O observador não tem escala definida nesta projeção, pois ela é variável ao longo da visualização.

“Ortho” Define, para o observador, uma projeção ortogonal, fazendo com que ele

tenha sua visualização diretamente de cima para baixo. Isto faz com que a cena seja visualizada em duas dimensões como um mapa.

Target Define as coordenadas x, y e z para o alvo da visualização.

Azimuth Define o azimute para o alvo da visualização.

Inclination

Define o ângulo de inclinação (pich), em graus, da visualização em relação ao alvo. Ângulos positivos colocam o observado acima do alvo, olhando

para baixo. Ângulos negativos colocam o observador olhando para cima. O valor de 0.0 coloca o observador na mesma altura do alvo.

Roll Define o ângulo de “roll”, em graus, da visualização em relação à linha de visão entre o observador e o alvo. Valores positivos ou negativos tornam a

visualização inclinada. O valor de 0.0 deixa a visualização horizontal.

Distance Define a distância 3D, em unidades da cena, entre a posição do observador e do alvo.

View Angle Define o ângulo do campo de visão, em graus, da visualização. Ângulos

menores ocasionarão efeitos de aproximação, enquanto que ângulos maiores ocasionam o efeito de distanciamento.

Ortho Extent

Define o número mínimo e máximo nas direções x e y para a extensão ortogonal (2D) da visualização sobre a superfície. No ArcScene, esta

propriedade aparece automaticamente somente se o “Projection Type” estiver definido como “Ortho”.

Fonte: Adaptado de ESRI (2009).

2.2.4 Propriedades de um Scene Keyframe


animadas em um Scene Keyframe.



Vertical Exaggeration

Define o exagero vertical que pode ser usado para enfatizar as características da superfície em cada Keyframe.

Sun Azimuth Define a direção angular da fonte de iluminação usada na exibição da cena para cada Keyframe. O padrão é 315º (noroeste).

Sun Inclination Define a altitude (o ângulo da fonte de iluminação acima do horizonte) usada na exibição da cena. O padrão é 30º acima do horizonte.

Sun Contrast Define a quantidade de sombreamento aplicado sobre a superfície.

Background Color Define a cor do plano de fundo da cena. O padrão é branco.


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2.2.5 Propriedades de um Time Layer Keyframe


animadas em um Time Layer Keyframe.



Time

Define o tempo de cada Keyframe. Pelo menos dois Keyframes são necessários para um Time Layer Track. Se não houver uma coluna do tipo

“Data”, é possível usar o valor de um campo numérico como a presente propriedade, como por exemplo, a coluna “ObjectID”.

Interval Define o intervalo par usar na exibição entre cada Keyframe.

Units

Define as unidades para o “Interval”. Por exemplo, se o “Interval” for definido para 1 e o “Units” for definido para “Hours”, quando a animação for

executada, dados que abrangem cada hora serão exibidos juntos. Se o “Units” for definido para “Unknown”, pode-se animar através de colunas

com valores numéricos, tais como a coluna ObjectID, citado na propriedade “Time”.


2.2.6 Tracks (trilhas)

No ArcScene, um conjunto de Keyframes de mesmo tipo é armazenado em

Tracks (trilhas). Dessa forma, uma animação consiste na execução de um, ou de um

conjunto de Tracks, de maneira individual ou coletiva.

Para gerenciar os Tracks do projeto, deve-se ir para a Barra de Ferramentas

Animation e depois em “Animation Manager” . É no Animation

Manager que se alteram as propriedades dos Keyframes, dos Tracks e a distribuição

da animação no tempo definido para o projeto.

A Figura 6 a seguir exibe a caixa de diálogo do Animation Manager.

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Deve-se atentar que existem diferentes maneiras para criação de

animações no ArcScene, que serão utilizadas dependendo do tipo de animação que

deseja-se criar.

Em algumas situações, pode ser necessário criar somente um Track, como

em casos que se deseja animar apenas as propriedades de um Layer. Em outros

casos, podem ser criados vários Tracks para reprodução em conjunto quando a

animação for executada, como em casos que se deseja animar as propriedades de

um Layer em conjunto com as propriedades da cena, sendo tudo visualizado através

de um vôo sobre a superfície.

Ainda, é válido exemplificar que com um Layer Track do ArcScene é

possível:

o Mover uma camada sobre um caminho usando a ferramenta

“Move Layer Along Path”, onde uma camada é movimentada

sobre um arco, como por exemplo, um carro sobre a estrada;

Figura 6 – Animation Manager.

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o Criar um grupo de animação usando a ferramenta “Create

Group Animation”, onde é automaticamente produzida uma

animação com efeitos de transição entre as camadas

utilizadas no grupo;

2.3 EXEMPLOS DE ANIMAÇÃO

Para facilitar o conhecimento de alguns dos efeitos permitidos pelo

ArcScene em suas animações, tem-se descrito, nos subitens a seguir, algumas

possibilidades interessantes para animações.

2.3.1 Animações com Layer Keyframe

No ArcScene pode-se utilizar Layers para animações de diversas formas.

Os exemplos mais comuns são:

o Movimento de uma camada sobre um caminho usando a

ferramenta “Move Layer Along Path”, onde uma camada é

movimentada sobre um arco, como o exemplo do carro sobre

a estrada, citado anteriormente;

o Modificação da visibilidade, tornando Layers visíveis e

invisíveis de acordo com o momento da animação;

o Modificação da transparência, possibilitando o efeito de

transição para exibição de dois Layers;

o Translação de um Layer sobre os eixos x, y e z, possibilitando

animações onde uma camada surja por baixo da superfície, ou

onde uma camada caia do céu sobre a superfície.

o Rotação de um Layer sobre os eixos x, y e z, possibilitando o

destaque de alguma característica da camada.

Uma possibilidade muito útil é a criação de um “Graphics Layer” através da

Ferramenta “New Graphics Layer” presente na Barra de Ferramentas “3D Graphics

Layer”. Dessa forma, pode-se criar e definir simbologia em texto, pontos, linhas e

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polígonos gráficos, sendo permitida também a animação deste Layer de forma

análoga a qualquer outro.

Assim, podem ser inseridos textos para melhor descrição da cena, e animá-

los através da alteração das propriedades do Layer Keyframe.

2.3.2 Animações com Camera Keyframe

Considerando o Camera Keyframe no ArcScene, alguns de seus exemplos

comuns de animação são descritos como:

o Movimentação da posição de observação da cena, que pode

ser uma visualização ortogonal ou em perspectiva.

o Execução de efeitos de aproximação e distanciamento,

possibilitando o destaque de feições pequenas dentro da cena.

o Movimentação do observador sobre um caminho, possibilitada

através da utilização da ferramenta “Create Flyby from Path”.

2.3.3 Animações com Scene Keyframe

Existem diversas maneiras de se animar uma cena do ArcScene. Os

exemplos mais comuns são:

o Modificação da cor definida para o plano de fundo da cena.

Pode-se, por exemplo, utilizar tonalidades de azul claro para

representar o céu durante o dia, e tonalidades de azul escuro

ou preto, para representação do céu durante a noite;

o Alteração da posição da fonte de iluminação da cena. Isto

permite a criação do efeito de transição do dia para noite e

pode ser utilizada em conjunto com o item anterior;

o Modificação do exagero vertical do terreno definido para a

cena. Esta possibilidade permite o destaque de alterações das

características da superfície.

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2.3.4 Animações com Time Layer Keyframe

A utilização de um Time Layer Track é bastante interessante para produção

de animações em projetos que necessitem avaliar determinadas modificações

temporais nos dados trabalhados. Por ter seu funcionamento definido através da

determinação de um intervalo de tempo, pode-se utilizar esta característica para a

geração de efeitos programados de animação.

Um exemplo dessa situação é a possibilidade da geração de uma

animação, onde a visualização apresente o aspecto de construção através do

tempo.

Dessa forma, pode-se simular, por exemplo, a construção de um duto sobre

a superfície do terreno. Isto é permitido a partir da divisão da linha que representa o

duto, em diversas partes. Além disso, a tabela de atributos, das linhas divididas,

deve possuir duas colunas (Inicio e Fim) que determinem o momento que cada parte

deve aparecer. Assim, a inserção de uma seqüência na coluna inicial, provocará o

aparecimento gradativo de cada parte sobre a superfície, conseguindo-se passar o

efeito de criação dinâmica do duto.

2.4 SALVANDO E EXPORTANDO ANIMAÇÃO

Uma animação pode ser salva em um documento como um Scene

Document (.sxd); guardada como um arquivo de animação independente (.asa), ou

exportados para um Audio Video Interleaved (.avi).

Um Scene Document pode compartilhar um projeto tridimensional completo.

Já o “Arquivo de Animação Independente” pode ser utilizado como modelo para

outros projetos de animação, pois ele armazena todas as informações sobre as

propriedades trabalhadas.

O terceiro modo de compartilhamento, o formato AVI, é uma maneira de se

exibir animações altamente detalhadas que podem ser reproduzidas em tempo real

para um amplo e variado público quando você necessita rapidamente demonstrar

um problema que melhor se apresenta através de exibição dinâmica.

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Para salvar um Scene Document, deve-se utilizar o botão “Save” da

Barra Padrão. Para salvar um arquivo de animação independente, deve-se utilizar o

botão “Save Animation File” , presente na Barra de Ferramentas

“Animation”. Também nesta Barra de Ferramentas encontra-se a opção “Export to

Video” , que permite a exportação para o formato AVI.

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3 CONSIDERAÇÕES

O presente material expôs algumas das características principais da

extensão 3D Analyst do ArcGIS quanto ao aspecto de visualização e geração de

animação tridimensional com dados geográficos no aplicativo ArcScene. Percebe-se

que tal aplicativo apresenta um amplo potencial para análise de dados geográficos,

ao possibilitar a execução de análises espaciais em perspectiva tridimensional.

Além disso, considerando sua utilização, o oferecimento de uma interface

gráfica bastante intuitiva, proporciona uma rápida familiarização com suas

funcionalidades. Dessa forma, o tempo gasto para o entendimento de suas

definições e conceitos torna-se menos dispendioso.

Entretanto, um aspecto que merece ser bastante ponderado, ao se

considerar a utilização do aplicativo, é a sua dificuldade de trabalho quando se tem

uma massa de dados consideravelmente grande. Além disso, também é relevante a

necessidade, para que se tenha um bom desempenho em visualização, de

dispositivos de vídeo de boa qualidade para a máquina de trabalho.

Mesmo assim, tem-se materializado no ArcScene, um aplicativo que atende

tranquilamente as necessidades básicas de projetos que necessitem trabalhar com

modelagem e visualização tridimensional. E, na ocasião de se dispor de hardwares

de qualidade compatível com as necessidades do aplicativo, pode-se ter a

disposição, uma grande ferramenta para projetos de natureza tridimensional com

necessidades mais específicas e exigentes.

Para maiores informações sobre a extensão 3D Analyst e animações no

ArcScene, pode-se acessar os links a seguir:

An overview of 3D Analyst http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=An_overview_of_3D_Analyst

ArcScene 3D display environment http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=ArcScene_3D_display_environment

Tutorial 3D Analyst http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=Tutorials

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REFERÊNCIAS

BRENDA, F.; CORRÊA, F. P. Modelagem Digital de Terrenos Aplicada à Geração de Mapas Temáticos. Workshop de Computação Científica da UENF. Campos dos Goytacazes, RJ. p. 11-14. 2006.

CÂMARA, G.; MONTEIRO, A. M.; MEDEIROS, J. S. Introdução à Ciência da Geoinformação . São José dos Campos, SP: INPE, 2001. Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/introd/index.html>. Acesso em: 10 de Outubro de 2008.

ESRI. Welcome to ArcGIS Desktop Help 9.2 . Disponível em: <http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/index.cfm?TopicName=welcome>. Acessado em: 10-07-2009.

FELGUEIRAS, C.A., 1998, Modelagem Numérica de Terreno. In: Introdução ao SIG. São José dos Campos: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE, p. 7.1-7.38.

ROCHA, C.H.B., 2000, “Geoprocessamento: tecnologia transdisciplinar”. Juiz de Fora: Ed. do Autor, 220p.

SHEPHARD, N. Animation in ArcScene. ArcUsers: Jan-Mar de 2003. p. 8-10. Redland, CA – USA. 2003

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ArcScene 9.2 - Uma abordagem sobre criação de Animações 3D