Глобусы уже давно перестали быть просто учебными пособиями или предметами интерьера. Сегодня они становятся мощными инструментами для визуализации и анализа данных. Знакомьтесь — мультимедийный комплекс ORBUS. Как устроен этот глобус 2.0 и зачем он нужен? Давайте разбираться.

У многих первое воспоминание о школьной географии – это глобус: как крутили его, искали свой город, мечтали о путешествиях... Но технологии не стоят на месте, и сегодня на смену классическим глобусам пришли их продвинутые цифровые версии.

От папье-маше до цифровых вселенных

Прежде чем мы перенесёмся в мир глобусов будущего, давайте совершим небольшой экскурс в историю.

Идея создать модель Земли возникла у человечества ещё в глубокой древности. Известно, что древние греки создавали глобусы на основе своих (порой весьма приблизительных) представлениях о мире. До наших дней те глобусы не дошли, но мы знаем о них из древних текстов и изображений.

Задокументировано, например, подобие глобуса возрастом около 150 года до н.э., а его создателем считается греческий учёный Кратет из Малла. Конечно, в те времена о точных данных формы Земли было практически ничего не известно, а глобус скорее напоминал сферическую карту, которую создали на основе догадок и легенд.

Кратет делил Землю на пять климатических зон, из которых две полярные были слишком холодными, экваториальная — слишком жаркой, и только умеренные зоны считались пригодными для жизни.

Сушу же автор разделил на четыре континента, которые разделены пересекающимися под прямым углом мировыми океанами: один он разместил вдоль экватора, а другим соединил полюса через меридиан.

Известные части света (Азия, Африка и Европа) Кратет назвал «Ойкумена», континент за Атлантическим океаном — «Периойкумена», а недосягаемые из-за экваториальной жары области — «Антойкумена» и «Континент антихтонов». Кратет также предположил, что времена года в южном полушарии противоположны временам года северного.

Первый же глобус, который похож на современный, появился на свет лишь в XV веке благодаря немецкому географу Мартину Бехайму.

Этот шар, который назвали «Земное яблоко» (Erdapfel) и собрали из папье-маше, был далёк от совершенства: на нём ещё не было Америки (спойлер!), да и очертания континентов оставляли желать лучшего.

Но для своего времени макет стал настоящим прорывом и положил начало долгому пути развития глобусов.

В Средние века и эпоху Возрождения глобусы становились всё более точными благодаря географическим открытиям. Помните Магеллана, Колумба и других знаменитых путешественников? Именно в их смелых экспедициях и были собраны данные, которые помогли создать более точные карты и глобусы.

Долгое время глобусы были предметом исследовательского интереса и использовались преимущественно учёными и географами, но со временем стали доступнее и постепенно перешли в категорию образовательных и даже декоративных предметов.

С тех пор как появился первый макет земного шара, минуло не одно столетие, и за это время глобусы прошли долгий путь эволюции: появились рельефные, политические, звёздные и даже глобусы-бары (для тех, кто любит совмещать приятное с познавательным 😉). Но все они, по сути, оставались статичными моделями Земли.

Современные глобусы — это уже не просто учебные пособия или декоративные предметы интерьера: они превратились в сложные мультимедийные комплексы, которые способны передавать огромный массив информации.

Эра технологий

Теперь, когда мы окунулись в историю, пора поговорить и о современности. Герой нашей статьи — гигантская сфера, на поверхность которой с помощью проекторов выводятся различные данные — от картографической информации до сложных климатических моделей и даже биологических данных.

По факту это сложная система, которая состоит из лазерного проектора, широкоугольного объектива типа «рыбий глаз» и сферического экрана, на который проецируется изображение. ORBUS позволяет визуализировать данные в цилиндрической и кубической проекциях, что значительно расширяет возможности для отображения глобальных процессов.

Например, при использовании кубической проекцией HEALPix, ORBUS может с высокой точностью отображать даже полярные области, которые на обычных глобусах сильно искажены.

Новый глобус способен работать как с простыми растровыми изображениями, так и со сложными 3D-моделями и актуальной информацией.

Ещё в систему ORBUS входит приложение дополненной реальности ORBUS AR и виртуальный глобус ORBUS Web. Через ORBUS Web вообще можно посмотреть много всякого интересного.

Там можно увидеть, как выглядела Земля миллионы лет назад, когда континенты ещё только формировались, а также проследить за изменением климата на планете на основе данных, которые получают в режиме реального времени (и конечно, всё это выводится на «физической глобус»).

ORBUS также совместим с форматами данных, которые используются в геоинформационных системах (ГИС), что позволяет визуализировать разнообразную информацию: от расположения месторождений полезных ископаемых до динамики населения и распространения эпидемий.

В целом вся система состоит из трёх устройств: собственно глобуса, сенсорной панели, которая позволяет управлять визуализацией, и ЖК-панели, которая показывает синхронизированные картинки.

Зачем изобретать шар?

Зачем всё это нужно? Ну во-первых, это красиво: ORBUS позволяет визуализировать данные так, чтобы они станут понятны не только специалистам, но и широкой аудитории. Это как просмотр фильма в кинотеатре, но вместо кино на экране — наша планета со всеми её секретами. Так и учёбу можно сделать куда интереснее.

Ну а во-вторых, ORBUS используется для научных исследований. С его помощью можно моделировать и анализировать различные природные явления: от движения тектонических плит до изменений климата.

Система визуализации ORBUS позволяет выводить данные высокой точноси: можно расмотреть мельчайшие изменения в экосистемах или, например, детально рассмотреть топографию. А данные эти берут отовсюду — со спутников, наземных станций и научных лабораторий.

Где использовать?

Конечно, первое, что приходит на ум — это образование: весьма круто представляется себе урок географии, где вместо привычных карт и плакатов ученики видят перед собой гигантскую сферу, на которой в реальном времени отображаются континенты, океаны, климатические зоны... Так оно всё и запоминтся лучше, и заинтересует больше.

Да и в науке он тоже может пригодиться: геофизики могут моделировать процессы, которые проистекают в земной коре, климатологи — отслеживать изменения температуры и уровня океанов, биологи — изучать миграционные пути животных. Опять же, всё это необходимо для наглядности, ведь около 90% информации мы воспринимаем глазами.

Кстати, не только в науках о Земле он пригодится: в медицине ORBUS также может найти применение. Нет, он не показывает анатомию человека, но помогает в изучении глобальных патогенов и распространении заболеваний. Этакий Plague Inc. на максималках.

Для пущей наглядности есть дополненная реальность, там особенно эффектно там можно показать темы, которые связаны с космосом: планеты Солнечной системы, их спутники, звёзды, астероиды и всякие космические штуки.

Наведя камеру смартфона на Сатурн на глобусе, вы увидите, как вокруг планеты оживают её знаменитые кольца.

То же самое с Юпитером и его спутниками. А ещё можно «встать» на орбиту и поймать спутник, или он может пролететь сквозь тебя.

Если чего-то не хватает, то с помощью софта в режиме разработчика можно создать свои сцены и презентации.

От идеи до реализации

Разработка ORBUS — результат работы учёных Геофизического центра РАН, которые объединили свои усилия с инженерами, дизайнерами и специалистами по визуализации данных.

Для изготовления сферического экрана мы используем метод выдувания полусфер из листов акрила с последующей их склейкой и пескоструйной обработкой внутренней поверхности. Это заменяет редкую и дорогостоящую технологию ротационного литья. Также мы разработали удобное решение базы-постамента, что обеспечивает быструю сборку и легкую транспортировку. Мы постоянно совершенствуем наше программное и методическое обеспечение. Ещё одной сильной стороной нашего проекта является верифицированный мультитематический контент и наш 15-летний опыт.

ORBUS также выступает в качестве яркого примера успешного импортозамещения. Изначально некоторые комплектующие заказывались за рубежом, однако со временем производство было локализовано в России (сейчас всё, кроме проектора, делают у нас).

Впрочем, по заявлению разработчиков, дел впереди ещё много.

В планах: сделать управление ещё более интуитивно понятным (сам глобус будет сенсорным), разработать новые плюшки для дополненной реальности и, конечно, создать еще больше увлекательного и познавательного контента.

Кстати, о контенте.

Помните про режим разработчика для ORBUS? Если у вас есть гениальная идея, как показать на ORBUS миграцию бабочек-монархов или историю освоения космоса — дерзайте!

Жаль, что такого не было, когда я учился в школе.