Smooth and Efficient Zooming and Panning

von Cornelia Graf und Wolfgang Freiler

Overview

Um große 2D Karten übersichtlich betrachten zu können, ist es notwendig, kleine Ausschnitte genau darzustellen und eine schnelle und effizente Navigation innerhalb der Karte zu ermöglichen. Das Programm ZoomPan ermöglicht das betrachten einer Landkarte und sowohl das freie Navigieren als auch das anspringen von vordefinierten Punkten.

Paper

Das Programm ZoomPan lehnt sich an das Paper Smooth and Efficient Zooming and Panning von Jarke J. van Wijk und Wim A.A. Nuij an. Deren mathematisches Modell definiert einen elliptischen Pfad, entlang dessen sich der User bewegt, während er die Karte aus der Vogelperspektive betrachtet.

Der optimale Pfad definiert sich durch zwei Kriterien:

Smooth : Der Bewegungsablauf der virtuellen Kamera enthät keine Sprünge oder abrupten Richtungswechsel.
Effizent: Die Bewegung enthält möglichst wenig Irritationen und wird nicht durch schnelle Bewegungsabläufe unübersichtlich.

Der im Paper verwendete (u,w)-Raum vereinfacht die Berechnung der Koordinaten am Bewegungspfad. Während die w-Koordinate mit der Höhe imaginären Kamera gleichzusetzen ist, werden bei einer richtigen Landkarte für die Position der u-Koordinate x,y Koordinaten verwendet. Die während der Animation errechneten u-Koordinaten werden vor der Darstellung in x,y Koordinaten umgerechnet.

Implementierung

ZoomPan wurde in Delphi 6 erstellt.
Features:

freie Kartennavigation
einspeichern von Punkten
Einstellung von Geschwindigkeit und Zoomhöhe
Fischauge
Mipmaps und bilineare Filterung zur Steigerung der Darstellungsqualität

Verwendung

Im obigen Bild lässt sich die Verwendung des Programms bereits erkennen. Es kann eine Karte im *.jpg-Format geöffnet und betrachet werden. Zusätzlich zu freien Navigation, welche mit den Lupen-Buttons und anklicken der Übersichtskarte erfolgt, gibt es die Möglichkeit wichtige Punkte bzw. Städte der Landkarte einzuspeichern und später wieder anzuspringen. Die spätere Wiederauswahl erfolgt im Drop-Down Fenster, welches rechts im Screenshot ersichtlich ist.

Zusätzlich haben wir in unserer Implementierung die Individualität nicht unberücksichtigt gelassen. Der User kann frei einstellen wie schnell (speed) bzw. wie hoch (rho) gezoomt wird. Auf niedrige Rechenleistung wird Rücksicht genommen, indem die Karte während der Animation in niedriger Qualität dargestellt werden kann. (Detail hierzu findet man in der Hilfe.)

Download

Das Programm kann inklusive Hilfe hier heruntergeladen werden:
ZoomPan Binary und Hilfe