home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ VRML 2.0 Sourcebook (2nd Edition) / VRML 2.0 Sourcebook CD [md5 fed90f4f9c39d5a60d477058775c7e21].iso / software / okino / nrs / convert / imp_dem.bak < prev    next >
Text File  |  1996-09-23  |  12KB  |  247 lines

  1. <HEAD><TITLE>NuGraf's (USGS) DEM Geometry Import Converter</TITLE></HEAD>
  2. <BODY>
  3. <BODY background =/gif/whmarble.jpg>
  4. <h2><img src="/gif/arrow.shadow.right.gif" align=top><b>  NuGraf's (USGS) DEM Geometry Import Converter</b><br><hr></h2>
  5. <p>
  6. NuGraf's DEM geometry import converter is a rather complex mechanism that 
  7. imports, manipulates and converts
  8. digital elevation model (DEM) data in the USGS format. This form of DEM data is 
  9. available from the United States Geological Survey (USGS). Each data set
  10. describes the elevation of semi-square regions of land for various locations
  11. across the U.S.A., Alaska, Hawaii and some surrounding areas of Mexico 
  12. and Canada. The most accurate DEM data sets are sampled every 30 metres
  13. (7.5 minute DEMs) while the least accurate are sampled every 3 arc
  14. seconds (for 1:250,000 scale DEMs). See below for a description of the
  15. various DEM dataset types.
  16. <p>
  17. Since these datasets are abundant and available freely via the Internet,
  18. this converter can be put to good use for creating realistic (and accurate)
  19. 3d landscape geometry for rendering in NuGraf or for export to other 3d
  20. modeling packages such as 3D Studio. As an example, the following is a hidden
  21. line rendering (using NuGraf) of the Mount St. Helens dataset:
  22.  
  23. <p><img src="dem_pic1.gif">
  24.  
  25. <p>and the following is a simple shaded rendering of the same dataset (being visited
  26. by "Al" the gangster):
  27.  
  28. <p><img src="dem_pic2.gif">
  29.  
  30. <p>Even though this converter was initially
  31. created for an internal project at Okino Computer Graphics, it has nonetheless
  32. become one of the more popular import converters provided along with the NuGraf
  33. Rendering System partly due to its uniqueness and its ability to process very large
  34. DEM datasets. Some typical commerical uses of this converter in industry have been 
  35. to create a large and detailed 3d landscape for a virtual reality game (subsequently manipulated in
  36. 3D Studio),  used for urban planning studies of several towns in California and used
  37. as an interactive tool to visualize USGS DEM data in general.
  38.  
  39. <p>The following Internet sites provide more information about USGS DEM data:
  40.  
  41. <pre>
  42.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/products/dem.html
  43.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/maps/dem1deg.HTML
  44. </pre>
  45.  
  46. <p>And the following Internet sites contain vast amounts of USGS DEM data:
  47.  
  48. <pre>
  49.     ftp://spectrum.xerox.com/ds9/map/dem
  50.     ftp://edcftp.cr.usgs.gov/pub/data/DEM/250
  51.     http://nsdi.usgs.gov/nsdi/wais/maps/dem1deg.HTML
  52.     http://sun1.cr.usgs.gov/doc/edchome/ndcdb/ndcdb.html
  53. </pre>
  54.  
  55. <p><h2><b>Features of the DEM Converter</b></h2>
  56. <p>
  57. DEM datasets typically contain 60000 or more quadrilateral polygons, or
  58. 1200000 triangles (for a 258x258 resolution sample; the maximum DEM
  59. dataset size if 2050x2050 which would result in 4.2 million quadrilaterals
  60. or 8.4 million triangles). This is an enormous
  61. number of polygons for most 3d rendering programs so this DEM converter
  62. incorporates two unique options to overcome this problem:
  63. <p>
  64. <ol>
  65. <li>The converter can skip over samples in the dataset so that only every n-th
  66. sample is used. Rather than importing 258x258 samples, the converter imports
  67. 51x51 samples (for a skip factor of 5) which results in only 2601 quadrilateral
  68. polygons.
  69.  
  70. <li> Rather than store the entire DEM dataset in single object, the DEM converter
  71. breaks up the data into multiple smaller objects with a common parent. This 
  72. has shown to be an effective method to speeding up the wireframe redraws of the
  73. DEM data (by a factor of 2 or 3), and makes interactive user movement of a 3d
  74. camera much faster since each sub-object is only a few hundred polygons.
  75. In addition, certain rendering programs
  76. (such as Okino's NuGraf renderer) use much less memory when many smaller
  77. objects are used rather than one large object with many polygons. By
  78. default each sub-object stores a maximum of 900 polygons; contrast this with
  79. other converters which lump all 120,000 polygons into a single object - few
  80. renderers will be able to render such a large object.
  81.  
  82. <li> A default 3d camera is added to the scene which views the DEM data from a
  83. pleasing angle.
  84.  
  85. <li> u/v texture coordinates are added to the imported data so that a bitmap image 
  86. can be easily draped over the DEM data.
  87.  
  88. <li> The converter creates smoothed vertex normals for the DEM data so that
  89. it will appear to be smooth when rendered.
  90. </ol>
  91.  
  92. <p><h2><b>Dialog Box Options</b></h2>
  93.  
  94. <p><img src="imp_dem.gif" border=0>
  95.  
  96. <dl>
  97. <dt><b>DEM Height scaling factor</b>
  98.  
  99. <dd>This option scales the height of the DEM data. It default to 1.0. 
  100. Values greater than 1.0 will make the DEM data higher while 
  101. values between 0.0 and 1.0 will make the DEM data shorter.
  102. <br>
  103. <p><dt><b>DEM Data skip factor (mesh quality)</b>
  104.  
  105. <dd>This option determines the quality of the imported DEM data (it 
  106. directly controls how many polygons will be used to approximate 
  107. the input DEM data). THIS IS AN IMPORTANT CONTROL PARAMETER!! A 
  108. value of 1 results in the highest quality mesh while higher 
  109. values (2, 3, 4, etc) result in lower quality, but at the benefit 
  110. of reducing the number of polygons in the input data. This number 
  111. will cause the converter to 'skip' over every n-th input sample. 
  112. For example, if the input dataset size is 258x258 samples, and 
  113. the skip factor is set to 4, then the  converter will actually 
  114. read in the data as if it were of size 65x65  (258/4 = 65). This 
  115. will produce 4225 polygons (65x65) instead of 66565 polygons. A 
  116. value of 2 or 3 (16641 polygons to 7396 polygons) will produce 
  117. good results for a final rendering, while values of 5 to 8  will 
  118. produce small datasets ideal for fast previews (2704 polygons to  
  119. 1024 polygons).
  120. <br>
  121. <p><dt><b>Maximum size of sub-objects</b>
  122.  
  123. <dd>By default the DEM data will be cut up into several smaller sub-
  124. objects rather than having all of the DEM data clumped together 
  125. into one huge object. This option controls how many polygons will 
  126. be put into each sub-object. The default is 30 which will cause 
  127. 900 polygons (30x30) to be stored in each sub-object.
  128. <br>
  129. <p><dt><b>List interesting header information from the DEM file</b>
  130.  
  131. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then the converter will 
  132. print out information about the imported DEM data including the 
  133. following information:
  134.  
  135. <p><ul>
  136. <li> The DEM data description from the file,
  137.  
  138. <li> The number of profiles which is the number of lines of sample 
  139. data in the X direction,
  140.  
  141. <li> The projection mapping type (geographic, UTM or state plane),
  142.  
  143. <li> The actual geographic coordinates of the DEM dataset's four corners,
  144.  
  145. <li> The minimum and maximum elevations.
  146. </ul>
  147. <br>
  148. <p><dt><b>List statistics after loading the DEM data</b>
  149.  
  150. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then the converter will 
  151. print out the number of objects and polygons created.
  152. <br>
  153. <p><dt><b>Add default 2d texture coordinates</b>
  154.  
  155. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then u/v texture 
  156. coordinates will be added to the imported dataset. These texture 
  157. coordinates will allow a 2d bitmap image to be easily mapped to 
  158. the surface of the data. Please note that the texture coordinates 
  159. are aligned with the mathematical bounding quadrilateral  of the 
  160. dataset, not the actual physical edges of the data (this is 
  161. because the physical edges of the data are not square or 
  162. precise).
  163. <br>
  164. <p><dt><b>Add a default camera that views the data</b>
  165.  
  166. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then the converter will 
  167. add a default camera to the scene which views the DEM data at a 
  168. pleasing angle.
  169. <br>
  170. <p><dt><b>Create only one object (for 3D Studio)</b>
  171.  
  172. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then one single object 
  173. is created for all of the imported data rather than having the 
  174. data broken up into multiple smaller sub-objects (the default). 
  175. THIS OPTION SHOULD BE USED FOR DATA DESTINED FOR 3D STUDIO 
  176. because 3D Studio requires all polygons to be inside a single 
  177. object so that its smoothing algorithm will work properly; if 
  178. multiple objects are used then the vertex normals will not be the 
  179. same where the sub-objects meet and hence "cracks" may appear at 
  180. the junctions.
  181. <br>
  182. <p><dt><b>Center data about the origin (0,0,0)</b>
  183.  
  184. <dd>If the checkbox is enabled (check-marked) then the DEM data will 
  185. be centered about the origin (0,0,0). Please note that if the 
  186. input DEM dataset uses the "Geographic"  or "State Plane" grid 
  187. types then the DEM data will always be centered about  the 
  188. origin; this may cause a problem if you want to import two DEM 
  189. datasets and have them sit side-by-side;  in this case you will 
  190. have to physically move the two datasets so that they are 
  191. side-by-side.
  192. </dl>
  193.  
  194. <p><h2><b>Overview of the DEM Dataset Types</b></h2>
  195.  
  196. <p>DEM elevation data spacing varies from 30 meters for 7.5-minute 
  197. DEMs to 3  arc seconds for 1:250,000 scale maps.  All DEM data 
  198. are similar in logical  data structure and are ordered from south 
  199. to north in profiles that are  ordered from west to east.
  200. <ul>
  201.  
  202. <li> 7.5-minute DEM data are produced in 7.5-minute units which 
  203. correspond to  USGS 7.5-minute topographic quadrangle map series. 
  204. 7.5-minute DEM data consist  of a regular array of elevations 
  205. referenced horizontally on the Universal  Transverse Mercator 
  206. (UTM) coordinate system of the North American Datum of  1927 (NAD 
  207. 27).  These data are stored as profiles with 30-meter spacing 
  208. along  and between each profile.
  209.  
  210. <li> 15-minute DEM data correspond to USGS 15-minute topographic 
  211. quadrangle map series  in Alaska.  The unit sizes in Alaska vary 
  212. depending on the latitudinal  location of the unit. 15-minute DEM 
  213. data consist of a regular array of  elevation referenced 
  214. horizontally to the geographic (latitude/longitude)  coordinate 
  215. system of North American Datum 1927 (NAD 27). The spacing between  
  216. elevations along profiles is 2 arc seconds of latitude by 3 arc 
  217. seconds of  longitude.
  218.  
  219. <li> 30-minute DEM data cover 30-minute by 30-minute areas which 
  220. correspond to the  east half or west half of the USGS 30- by 60-
  221. minute topographic quadrangle  map series for the conterminous 
  222. United States and Hawaii.  Each 30-minute  unit is produced and 
  223. distributed as four 15- by 15-minute cells.  30-minute  DEM data 
  224. have the same characteristics as the 15-minute DEM data except 
  225. that  the spacing of elevations along and between each profile is 
  226. 2 arc seconds.
  227.  
  228. <li> 1-degree DEM data are produced by the Defense Mapping Agency 
  229. in 1-degree by  1-degree units which correspond to the east half 
  230. or west half of USGS 1- by  2- degree topographic quadrangle maps 
  231. series, for all the United States and  its territories.  1-degree 
  232. DEM data consist of a regular array of elevations  referenced 
  233. horizontally using the geographic (latitude/longitude) coordinate  
  234. system of the World Geodetic System 1972 Datum.  A few units are 
  235. also  available using the World Geodetic System 1984 Datum.  
  236. Spacing of the  elevations along and between each profile is 3 
  237. arc seconds with 1,201  elevations per profile.  The only 
  238. exception is DEM data in Alaska, where the  spacing and number of 
  239. elevations per profile varies depending on the  latitudinal 
  240. location of the DEM.
  241. </ul>
  242.  
  243. <p><h2><a href="/nrs/nrs.htm"><img src="/gif/arrow.shadow.left.gif" align=top>  Return to the <b>NuGraf Rendering System</b> main page.</a></h2>
  244.  
  245. </BODY>
  246. </HTML>
  247.