Tecnologia PID

I PID (Plastici Interattivi Digitali) delle città sviluppati e in corso di sviluppo dalla Fondazione Ultramundum consentono l'esplorazione libera interattiva e tridimensionale su normale personal computer di vastissime aree cittadine, con un livello di realismo estremamente elevato in ogni settore e con un credibile traffico pedonale / veicolare.

I PID sono realizzati completamente in open source e le Tabulae (gli elementi alla base della tecnologia utilizzata) sono liberamente accessibili e modificabili da chiunque.

Fino ad oggi, solo porzioni di città o piccole cittadine erano state realizzate con queste tecnologie, dato il carico proibitivo di dati da elaborare per generare un modello tridimensionale di un'area che conta centinaia di migliaia di edifici, come nel caso di Torino e dintorni. I PID consentono l'esplorazione di vastissime aree geografiche su di un comune personal computer dotato di una moderna scheda video. Non sono necessarie macchine di potenza fuori dal comune.

Grazie alla tecnologia UltraPeg brevettata dalla Fondazione e alle tecnologie geografiche dei Generatori Automatici di Dettaglio, i PID offrono un volo interattivo su intere regioni con la possibilità di scendere fino al livello di ogni singola strada e passeggiare tra gli edifici. Alzandosi, la velocità di traslazione aumenta proporzionalmente consentendo un'esplorazione molto semplice e naturale.

Per rendere possibile tutto questo, oltre alla tecnologia UltraPeg procedurale e parametrica di base basata su Tabulae, si sono dovuti realizzare una serie di moduli e procedure del tutto innovativi.

Innanzitutto, UltraPort supporta la decomposizione cellulare gerarchica della superficie di interi pianeti; questo è ottenuto con il sistema PlanetSector. Si tratta di Tabulae in grado di generare automaticamente la superficie planetaria in modo gerarchico, suddividendosi progressivamente in sottoelementi dello stesso tipo nelle vicinanze dell'Avatar dell'utente e producendo quindi una rappresentazine a Livello Variabile di Dettaglio dell'intero corpo celeste. In questo modo, nelle vicinanze dell'osservatore il terreno appare molto dettagliato, mentre andando verso l'orizzonte la risoluzione diminuisce. Siccome però si tratta di porzioni più distanti, la risoluzione percepita dall'Avatar dell'utente appare costante.

In pratica, un intero pianeta può essere esplorato interattivamente ed apparire dettagliato in ogni punto, pur su macchine con potenza e memoria limitate. La struttura gerarchica dei PlanetSector è inoltre dinamica: quando l'osservatore si muove, i PlanetSector verso i quali sta andando si suddividono in altri di maggior dettaglio, mentre quelli che si lascia alle spalle sono sostituiti con i loro 'progenitori' a più basssa risoluzione. Il risultato è una struttura di grande dinamismo che si modifica automaticamente al muoversi dell'Avatar e che produce interi sistemi stellari che consentono viaggi di ogni tipo.

Per visualizzare ogni edificio di ogni città con dettagli grafici di alto realismo si rende necessaria la generazione automatica. Se si pensa che la città di Torino consta di oltre centomila edifici e quella di Roma ne ha oltre cinquecentomila, è immediatamente chiaro che non ri può delegarne la modellazione ad un grafico umano: il totale di ore di lavoro sarebbe proibitivo. Il Generatore Automatico di Edificato è la risposta a questo problema.

Si tratta di un insieme di Tabulae che è in grado di produrre edifici a partire dai dati cartografici importati dal software open source UltraTools. L'importazione prevedere la suddivisione gerarchica dell'insieme degli edifici sulla base della porzione di area prevalente per ogni PlanetSector. Successivamente, un modulo di analisi produce la struttura probabile del tetto. Tutte queste informazioni sono inserite in un database geografico che viene elaborato dal Generatore Automatico di Edificato.

Le aiuole, così come le altre aree dell'ambiente, presentano dettagli della copertura erbosa e non una semplice superficie verde. L'importatore open source UltraTools suddivide i poligoni definenti le aree presenti nella cartografia (parchi, fiumi, marciapiedi, zone coltivate) in porzioni allineate con la rappresentazione gerarchica della superficie planetaria costituita dai PlanetSectors; le informazioni semantiche (essenzialmente la tipologia dell'uso del suolo) sono inserite nel database risultante.

Le Tabulae di generazione dei PlanetSectors leggono il database e richiamano altre Tabulae (dette PlanetSectorProcessors) che si occupano di produrre il risultato visibile, senza intervento umano. Ad esempio, la Tabula che si occupa dei parchi 'pianta' l'erba e rappresenta il suolo come terra mista a rametti per generare una zona erbosa credibile. Altri dettagli, come ad esempio i cordoli dei marciapiedi, sono generati da Tabulae specifiche richiamate dallo specifico PlanetSectorProcessors (ad esempio il generatore di marciapiedi). Nel sistema PlanetSector le informazioni sono di tipo vettoriale, non raster. Questo significa che, ad esempio, i bordi dei marciapiedi non sono punti nei quali i pixel di fotografie da satellite, inevitabilmente sgranati, cambiano semplicemente di colore, ma precise linee (vettori) con coordinate spaziali, direzione e verso ben definiti. I generatori di particolari possono quindi operare su informazioni strutturali, non su aree con colori più o meno sfumati.

Un potente sistema automatico di generazione del traffico, già realizzato come progetto di ricerca accademico con il Politecnico di Torino, può essere inserito nella struttura a suddivsione cellulare della città. Veicoli e persone si muovono così nelle strade e sui marciapiedi per rendere viva tutta la città.

Tutto il materiale è aperto ed accessibile e/o modificabile da chiunque. Nell'archivio software del sito della Fondazione sarà pubblicato il tutto completo di documentazione.

Le Tabulae, le strutture dati alla base della tecnologia UltraPeg della Fondazione Ultramundum, possono contenere molteplici tipologie di dati. Nel caso del PID della città di Torino, le informazioni sulle disposizioni degli edifici, lo stradario, le disposizioni delle aree tematiche e schematismi specifici sono stati importati da file Autocad e altri database.

L'importatore da file autocad, denominato UltraTools, consente di procedere in modo molto veloce e quasi automatico all'acquisizione di database pubblici, convertiti in brevissimo tempo in elementi tridimensionali visualizzabili ed esplorabili a piacere. Il software dell'importatore è distribuito in Open Source e può quindi essere facilmente adattato a qualsiasi formato di dati.

Si ringrazia la società SOFIHA collaudi s.r.l. per la fornitura del database cartografico, preziosa fonte di dati per la realizzazione del modello.