Usyp mapę

Nad eksponatem pracowaliśmy intensywnie wiele miesięcy. Jego stworzenie wymagało od naszych projektantów i konstruktorów wielkiej cierpliwości, ogromnej precyzji i niemałej inwencji. Ich wysiłki przyniosły wspaniałe rezultaty. Otrzymaliśmy rozwijający wyobraźnię przestrzenną i niezwykle atrakcyjny pod względem interaktywności eksponat.

Na rzeczywisty model ukształtowania terenu rzucany jest obraz mapy oraz symulacja opadów. Zwiedzający, zmieniając ukształtowanie modelu terenu, może w czasie rzeczywistym obserwować, jak przekłada się to na wygląd mapy. Eksponat rozwija wyobraźnię przestrzenną. Pokazuje, na czym polega rysowanie map hipsometrycznych i ułatwia zrozumienie ich budowy. Uczy, czym są poziomice i jak kolorowanie mapy odwzorowuje ukształtowanie terenu.

Przy realizacji eksponatu wykorzystaliśmy dostępne na wolnej licencji (open source) oprogramowanie do skalowania przestrzeni i modelowania 3D, stworzone przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis i sfinansowane przez amerykańską National Science Foundation. Dostępność na wolnej licencji umożliwia darmowe wykorzystanie oraz modyfikacje programu. Dostosowanie oprogramowania do naszych potrzeb wymagało długich godzin spędzonych przez naszych specjalistów na niezwykle dokładnych pomiarach oraz wyliczeniach. Eksponat działa idealnie, między innymi właśnie dzięki odpowiedniemu skalibrowaniu parametrów oprogramowania, czyli precyzyjnemu dopasowaniu ich do kształtu i wymiarów naszego eksponatu.

Eksponat charakteryzuje się wysokim stopniem interaktywności: zwiedzający nie tylko sam kształtuje rzeźbę terenu i w czasie realnym zmienia obraz mapy, dotykając piasku, ale także może symulować opady. Jeśli umieści on rękę pomiędzy zamontowanym u góry czujnikiem odległości a skrzynią z piaskiem, jego ręka zostanie automatycznie zinterpretowana przez program komputerowy jako chmura i na obszarze, który się pod nią znajduje, „wystąpią" opady. Symulacja opadów dodatkowo uatrakcyjnia eksponat, pozwalając eksperymentować z wpływem ukształtowania terenu na tworzenie się zbiorników wodnych.

Konstrukcja eksponatu Usyp mapę bazuje na naszych doświadczeniach zdobytych w trakcie prezentacji prototypowej wersji eksponatu w Koperniku w 2016 roku oraz podczas eksploatacji podobnego eksponatu, będącego elementem wystawy czasowej „Płyń lub giń”, którą gościliśmy w 2017 roku.

Stworzony przez nas eksponat składa się ze stojącej na metalowych nóżkach skrzyni, wyłożonej białym laminatem i wypełnionej sztucznym piaskiem, oraz stojącego na niej metalowego rusztowania. W górnej części rusztowania umocowane są dwa urządzenia, zsynchronizowane ze sobą i podłączone do oprogramowania mapującego: kamera z czujnikami odległości i rzutnik. W okresie prototypowania miejsce rusztowania zajmował wspornik z wysięgnikiem, jednak rozwiązanie to nie sprawdziło się. Konstrukcja okazała się zbyt wątła i podatna na manipulacje zwiedzających, które narażały zamontowane na niej delikatne urządzenia na rozkalibrowanie. Usyp mapę wyposażyliśmy w projektor laserowy, który przy długotrwałej eksploatacji jest bardziej ekonomiczny od projektorów lampowych i nie wymaga praktycznie żadnych zabiegów konserwacyjnych. Zgodnie z wymogami oprogramowania, w naszym eksponacie wykorzystaliśmy nowoczesną technologię stosowaną w interaktywnych grach komputerowych, śledzących ruchy gracza. Chodzi o sensor z konsoli Xbox One – czujnik umożliwiający sterowanie postaciami na ekranie za pomocą ruchów własnego ciała.  

Działanie podłączonych do oprogramowania mapującego urządzeń w naszym eksponacie jest proste. Kamera z sensorami odległości (Kinect) skanuje znajdujący się w jej zasięgu obszar. Następnie programowanie przetwarza zeskanowane dane na temat ukształtowania terenu i rysuje kolorową mapę z poziomicami (liniami oznaczającymi konkretne wysokości). Na koniec projektor rzuca wygenerowany komputerowo obraz na rzeczywistą rzeźbę terenu, czyli na uformowany rękami zwiedzającego piasek.

W trakcie prac eksperymentowaliśmy z różnymi materiałami do kształtowania modelu terenu. Dosyć szybko zrezygnowaliśmy ze zwykłego piasku: kiedy jest suchy, trudno uformować z niego zróżnicowaną rzeźbę terenu, a zwilżony nie zachowuje na dłuższą metę standardów higienicznych. Natomiast elastyczny jak glina piasek kinetyczny – piasek z domieszką specjalnego polimeru – okazał się wielką atrakcją. Wycofaliśmy się jednak z tego materiału po testach prototypowych, ponieważ interakcja z nim była tak przyjemna i fizycznie angażująca, że odwracała uwagę zwiedzających od treści eksponatu, a poza tym piasek wciąż znikał ze skrzyni… Ostatecznie zdecydowaliśmy się na granulat szklany, czyli maleńkie szklane kuleczki, wyglądające jak drobny piasek. Materiał ten posiada wszystkie pożądane właściwości: jest sterylny i stosunkowo tani, nie męczy i nie kaleczy rąk, ma dłuższą żywotność i łatwo go wymienić.

„Usyp mapę” pojawi się w przestrzeni wystaw 6 kwietnia 2018 roku, po otwarciu modernizowanej właśnie wschodniej części 1. piętra.