Определение высоты точки по карте с горизонталями.

А дальше?

Что, если красивое место хочется не только посмотреть в Google Maps, но и посетить лично (а это, как правило, стоит сделать)? В этом может помочь слой уклонов рельефа, включающийся одной из кнопок слева вверху. Цвета означают примерно следующее (в условиях сухой погоды и благоприятной для движения поверхности):

• Синий-зелёный: угол менее 15 градусов, уклон менее 25%. Скорее всего, можно подняться на машине.
• Фиолетовый: от 36 градусов.

Режим редактирования маршрута

включается и выключается нажатием кнопки «Маршрут». В режиме редактирования клики по карте добавляют точки к маршруту, удаляются точки правым кликом. Построив маршрут, можно появившейся кнопкой выгрузить его в формате gpx или переслать, просто скопировав целиком адрес из адресной строки браузера.

Режим расстановки маркеров

включается и выключается клавишей «m». Как и маршрут, маркеры сохраняются в адресе страницы.

Определение на карте абсолютных высот и относительных превышений точек местности

Рис. 8. Определение на карте абсолютных высот и относительных превышений точек местности

Абсолютная высота — высота точки земной поверхности над уровнем моря; определяется по отметкам высот и горизонталей (на рис. 8 это высоты с отметками 33,1 и 49,8).

Высота сечения рельефа — расстояние по высоте между двумя смежными секущими плоскостями.

Относительная высота (взаимное превышение точек) — высота точки местности над другой, она определяется как разность абсолютных высот этих точек (на рис. 8 относительная высота равна 16,7 (49,8-33,1)).

Определение на карте подъемов и спусков на маршруте движения.

Профиль — чертеж, изображающий разрез местности вертикальной плоскостью.

Для большей выразительности рельефа местности вертикальный масштаб профиля принимается в 10 или более раз крупнее горизонтального. В связи с этим профиль, передавая взаимное превышение точек, искажает (увеличивает) крутизну скатов.

Для построения профиля нужно (рис. 9,11):

1. прочертить на карте профильную линию (маршрут движения), приложить к ней лист разграфленной (миллиметровой) бумаги, перенести на ее край короткими черточками места горизонталей, точки перегиба скатов и местные предметы, которые сечет профильная линия, и подписать их высоты;

2. подписать на листе разграфленной бумаги у горизонтальных линий высоты, соответствующие высотам горизонталей на карте, приняв условно промежутки между этими линиями за высоту сечения (установить вертикальный масштаб);

3. от всех черточек, обозначающих места пересечения профильной линии с отметками высот горизонталей, точек перегиба скатов и местных предметов, опустить перпендикуляры до пересечения их с соответствующими по отметкам параллельными линиями и отметить полученные точки пересечения;

4. соединить точки пересечения плавной кривой, которая и изобразит профиль местности (подъемы и спуски на маршруте движения).

Рис. 11 — Построение профиля по карте с горизонталями

Рис. 9. Определение на карте подъемов и спусков на маршруте движения (профиля маршрута).

Задание 1.По изображению рельефа на рисунке определить высоту сечения, масштабы карт, а также формы, характерные точки и линии рельефа (рис. 10).

Задание 2. Изобразить схематически горизонталями:

a) Холм, отметка высшей точки которого 184 м, относительная высота холма 24 м, масштаб 1: 25 000

б) Котловину глубиной 50 м, отметка дна 80 м, масштаб 1: 50 000

в) Остров в море высотой 21 м, масштаб 1: 25 000

г) Овраг с крутыми обрывистыми склонами;

д) Хребет с тремя вершинами, вытянутый с запада на восток;

е) Седловину с отметкой перевала 810 м, масштаб 1: 100 000;

ж) Речную долину с судоходной р. Велей, простирающуюся с севера на юг; главная река имеет два притока справа, один слева;

з) Речную долину с террасами;

и) Речную долину; правый берег крутой, обрывистый, левый – имеет две террасы и пляж;

к) Хребет с двумя вершинами, вытянутый с северо-запада на юго-восток; в районе перевала начинаются две реки, стекающие в разных направлениях (показать их на карте);

л) Котловину; отметка дна 117 м, глубина около 30 м, масштаб 1: 25 000;

м) Остров в море высотой 22 м; западный берег пологий, восточный – крутой, масштаб 1: 25 000;

н) Седловину с отметкой перевала 612 м, масштаб 1: 25 000.

При выполнении этой работы должны соблюдаться правила изображений горизонталей на карте ( каждая пятая горизонталь рисуется утолщенной, основания цифр подписей горизонталей указывают направление падения склона и т.д.).Должны быть показаны все горизонтали от нулевой до последней.

Рис. 10. Изображение форм рельефа с помощью горизонталей

Особенности изображения рельефа на мелкомасштабных картах

На картах масштаба $1:500 \ 000$ и $1:1 \ 000 \ 000$ рельеф также изображается с помощью горизонталей и условных знаков. Однако в отличие от более крупных масштабов изображение носит более обобщенный характер. Показывают его общие черты – структуру, степень расчлененности и основные формы. Основной сечение горизонталей для равнинных районов составляет $50$ м, горных – $100$ м. Кроме того, на картах масштаба $1:1 \ 000 \ 000$ для районов на высоте более $1000$ м над уровнем моря используется высота сечения $200$ м.

Условные знаки объектов рельефа показываются в том объеме, насколько они необходимы для характеристики или ориентирования на местности. При этом используются уменьшенные варианты стандартных знаков.

Кроме того, горный рельеф на мелкомасштабных картах показывается дополнительно послойной окраской по ступеням высот и отмывкой. Послойная окраска выполняется оранжевой краской различных тонов с набором интенсивности по мере увеличения высоты. Тон краски может изменяться через $400$, $600$ или $1000$ м исходя из абсолютной отметки высот изображаемой местности. используемая шкала наносится также как и сечение горизонталей под рамкой карты с южной стороны.

Отмывка представляет собой добавление теней на изображения склонов основных форм горного рельефа, что способствует более объемному восприятию рельефа. Причем тон отмывки также указывает на крутизну и высоту склоны. С помощью отмывки наглядно изображаются горные хребты, каньоны, долины.

Определение направления склонов

Горизонтали показывают на карте лишь высоты объектов и их взаимное расположение. По замкнутым линиям зачастую сложно различить вид формы рельефа. Так, на карте хребет и лощина, изображенные только с помощью горизонталей могут выглядеть одинаково. Ведь эти формы различают лишь направления скатов. Поэтому в дополнение к горизонталям на карту наносят бегрштрихи.

Определение 4

Бергштрих – короткая черточка, которая ставится на горизонталях перпендикулярно к ней обычно на месте изгиба, и указывающая на карте падение склона.

Помимо бергштрихов, направление склонов на карте позволяют определит нанесенные высотные отметки:

• отметки горизонталей – цифровые подписи вдоль горизонталей, показывающие высоту над уровнем моря в метрах. Причем, верх цифр наносится всегда в сторону более высокой части склона.
• отметки высот – цифровые подписи характерных точек местности (вершин холмов и водоразделов, уреза воды, самых низких точек долин).

Точность в подписи высотных отметок определяется масштабом:

• $1:100 \ 000$ и крупнее – до $0,1$ м
• $1:200 \ 000$ и мельче – до $1$ м.

Виды горизонталей

Различают следующие виды горизонталей на карте:

• основные или сплошные. Они наносятся сплошными линиями в соответствии с установленной высотой сечения;
• половинные горизонтали, или полугоризонтали, которые проводятся прерывистыми линиями через $½$ выбранной высоты сечения и служат для отображения важных подробностей.
• вспомагаетльные горизонтали, которые показывают еще более тонкие особенности рельефа и наносятся приблизительно через ¼ высоты сечения с прерывистыми линиями с короткими звеньями
• утолщенные горизонтали – это основные горизонтали, которые соответствуют пятикратной высоте сечения. Их в соответствти с названием вычерчивают утолщено и используют для более легкого чтения карт.

Появились вопросы по этой теме? Задай вопрос преподавателю и получи ответ через 15 минут! Задать вопрос

Пример 1

Если внизу карты есть надпись «Сплошные горизонтали проведены через $100$ м», то это значит, что тонкие сплошные линии – сплошные горизонтали – проведены через каждые $100$ м, а утолщенные горизонтали – через каждые $500$ м.

Карты высот и параллакс

Что такое карта высот?

Как обычно, когда я говорю «карта», то имеют в виду текстуру, содержащую информацию о внешнем виде 3D-объекта. Карта высот/параллакса — это карта, которую можно использовать для того, чтобы создать иллюзию того, что одни части объекта выступают сильнее, чем другие, то есть имеют бОльшую высоту.

С картой высот.
По описанию это может показаться очень похожим на карту нормалей (normal map), благодаря которой 3D-объект кажется более рельефным, но действует она немного иначе. Карта нормалей использует освещение, чтобы объект казался более рельефным, чем на самом деле. Карта высот использует параллакс, чтобы сделать объект выше, чем на самом деле.

Параллакс

Замечали ли вы в детстве, что когда идёшь вечером, луна идёт за тобой? Объекты, мимо которых мы проходим — или движемся параллельно им, приближаются и удаляются, но луна всегда занимает в небе одно и то же место. Если вы, как и я, выросли рядом с горами, то могли также замечать, что они тоже не очень быстро двигаются, однако если уехать достаточно далеко, они всё-таки останутся позади. Чем дальше от нас предметы, тем медленнее они «движутся» при изменении угла взгляда на них (например, когда проезжаешь их на машине) и чем ближе объекты, тем быстрее они смещаются при смене вашей позиции и угла взгляда.
В таких двухмерных играх-сайдскроллерах, как Mario или Rayman, создатели использовали этот эффект. Они создали несколько слоёв фона, прокручивающихся с разной скоростью в зависимости от того, насколько близкими они должны казаться. Это просто иллюзия — разумеется, все спрайты плоские, но она придаёт сцене ощущение глубины!

Однако в 3D-графике мы тоже можем использовать это явление. Но вместо прокрутки здесь можно комкать или растягивать координаты текстур в зависимости от направления обзора, чтобы обмануть глаз и увидеть глубину! Именно этим данный эффект отличается от карты нормалей. Карта нормалей оставляет неизменными координаты текстур, но изменяет сторону, в которую по нашим ощущениям направлен объект. Карта высот сохраняет направление, но меняет координаты текстур, которые мы используем для всех остальных карт.

Если посмотреть на них по отдельности, то различия очевидны. Вы можете воссоздать изображения из статьи в собственном проекте, или просто читать её.

Если вы хотите создать собственный проект, то перейдите по адресу www.textures.com/download/pbr0419/137925 и скачайте файлы в папку своего проекта, например, в Assets/Textures/Acoustic Foam. (Не волнуйтесь, текстуры бесплатны!) Затем создайте материал и установите этот шахматный паттерн в слот основной текстуры, а потом задайте материал плоскости. У материала оставьте шейдер Standard shader.

Эффект довольно интересен, но лучше всего он работает, если вы смотрите на плоскость почти перпендикулярно, и разваливается при взгляде на плоскость сбоку.

Подготовка

Откройте сцену в Unity. Добавьте плоскость, нажав правой клавишей мыши внутри иерархии и выбрав 3D Object > Plane.

Создаём шейдер

Мы уже говорили о том, как использовать карту нормалей, metallic map и так далее, поэтому я буду предполагать, что вы уже знаете, как это делается. (Если нет, то прочитайте информацию по ссылкам и возвращайтесь!).
Перейдите к созданному мной базовому шейдеру, нажмите на кнопку Raw, скопируйте и вставьте шейдер в BasicParallax (но перед сохранением обязательно измените название сверху на Xibanya/Standard/BasicParallax!). Теперь можно перетащить карту нормалей и карту AO.

Создание шейдера параллакса

Наверху, в разделе свойств добавьте следующие пять строк: [Space] [Header(Parallax)] [Toggle(_PARALLAXMAP)]_Parallaxmap(«Parallax?», float) = 0 _ParallaxMap(«Parallax Map», 2D) = «white» {} _Parallax(«Parallax Strength», Range(0, 0.1)) = 0.005 Мы сделаем параллакс функцией, которая активируется/отключается ключевым словом _PARALLAXMAP. Для правильно применения карты параллакса нам нужно использовать касательное направление обзора. Если мы пишем поверхностный шейдер, то если ключевое слово задано (то есть мы его включили), это будет направление обзора, получаемое от структуры Input. Если ключевое слово _PARALLAXMAP не задано, мы всё равно будем получать касательное направление обзора, если выполняем запись в o.Normal. Однако возможно, что мы не всегда будем это делать, поэтому об этом легко забыть и запутаться, поэтому лучше привыкнуть использовать его каждый раз, когда нам нужно распаковать карту параллакса! В pragma ключевого слова Roughness добавим следующую строку: #pragma shader_feature_local _PARALLAXMAP и добавим в структуру Input float3 viewDir.

Сила равна 0.1
В свойствах я при помощи ползунка с интервалом ограничил силу параллакса в пределах от 0 до 0.1, потому что при значениях выше 0.1 всё начинает выглядеть довольно безумно даже при самых идеальных углах обзора, но вы можете изменить свойство с интервала на float, чтобы поэкспериментировать с различной силой параллакса.

Глючно!
Созданный в этом туториале шейдер приложен к этому посту как BasicParallax.shader. Если у вас есть вопросы или вы хотите поделиться тем, что у вас получилось, то напишите в комментариях к оригиналу статьи, в Twitter или в Discord.

Этот туториал лицензирован по условиям Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike4.0 International License. Код, выложенный с этим туториалом, лицензирован по условиям CreativeCommonsAttribution 4.0 International License.

UVChecker.png, BasicParallax.shader