Rastrovou, nebo vektorovou mapu?

Mapy v navigacích se dělí na dva druhy: rastrové a vektorové. Které jsou lepší? Podívejte se na názorné ukázky porovnávající stejné území v různých mapách.
Rastrovou, nebo vektorovou mapu?

Aby bylo hned od začátku jasno, budeme se bavit o turistických mapách, protože u autonavigací je situace velmi přehledná. Lze říct, že jiné než vektorové mapy se u nich nepoužívají. Zato při turistice je veselo. Spory na téma, který druh mapy je lepší, se dá přirovnat k hádkam Linux vs. Windows nebo Canon proti Nikonu.

Přestože můj osobní názor v oblasti map je také vcelku vyhraněný, v článku na něj nebudu brát ohled. Nedočkáte se proto ani hodnocení, které mapy jsou lepší. Vyjmenuji ale argumenty a hlavně se sami budete moci podívat na ukázky.

Rovnou v úvodu přiznám, že článek je určen hlavně začátečníkům, pokročilejší uživatelé v něm možná nenajdou žádné nové informace. Napřed budu hodně psát, na závěr si to ale zase vynahradím množstvím obrázků.

Vektor, rastr, Losna a Mažňák

Co je to mapa do navigace, ví každý. Bez hlubší znalosti nebo podrobného zkoumání ale už často nelze jednoznačně určit, zda je postavena na rastrové nebo vektorové technologii. Čím se tedy obě od sebe liší? Je to způsob, jakým s nimi navigační přístroj pracuje.

Rastrovou mapu si představte jako obrázek, který často vypadá přesně jako klasická tištěná mapa. To je také největší výhoda tohoto typu map – nijak se neliší od toho, na co jsme od mládí zvyklí. Ve skutečnosti je to opravdu obrázek, a navigační přístroj nebo aplikace potom funguje jako pokročilý prohlížeč obrázků.

Mapa na rozdíl od běžné fotky musí být zkalibrovaná – provázaná s geografickými informacemi. To aby s ní mohl pracovat GPS přijímač v navigačním přístroji, aby ke každému místu byla známá zeměpisná poloha. Na rastrové mapě pak může být zakresleno naprosto cokoli, kromě mapových objektů to může být třeba i letecká mapa území nebo libovolný jiný obrázek. Podrobnost mapy potom závisí na rozlišení. Limitující je tady pouze velikost pixelu, který už nelze rozpůlit.

Druhý typ, vektorové mapy, nepracují s obrázky. Každý objekt je v nich popsán matematicky. Vzpomeňte si na hodiny analytické geometrie, kdy jste rovnicemi v souřadnicových soustavách vyjadřovali přímky, křivky a objekty. Ve vektorové mapě je tímto způsobem znázorněno naprosto vše: cesty, stezky, vrstevnice, libovolné čáry, plochy a body.

Tento typ mapy má jednu obrovskou výhodu: zobrazení je vždy přiměřeně kvalitní, bez ohledu na zvolené měřítko. Navigační přístroj totiž pokaždé obraz počítá znovu, a protože jsou všechny objekty definovány rovnicemi, křivky lze za každých okolností vykreslit úplně hladké. Tam, kde rastrová mapa při postupné změně měřítka už jen zvětšuje a rozmazává pixely, vektorová mapa stále kreslí pěkný kruh.


Měřítko u rastrové mapy nelze měnit, aplikace ale místo toho může zobrazit podrobnější mapu stejného území

Podívejte se, jak to vypadá ve skutečnosti. Měřítko mapy budu z pohledu na celý kraj zmenšovat, co to půjde. Napřed na rastrové mapě TourNavigator. Nemožnost plynulé změny měřítka řeší tím, že postupně zobrazuje mapy různých měřítek. Každá z nich ale musí být v paměti uložena samostatně, a to zvětšuje datovou velikost. Aplikace navíc ještě v mezikrocích sahá k zvětšování obrázků, viz ukázky s pořadovým číslem 3, 6, 8, 10 a 11.


 

Zvětšování obrázku je vidět i na pamách SmartMaps. Můžete ho vypnout, ale potom se zase nedostanete pod standardní měřítko mapy.

Nyní stejný případ u vektorové mapy Topo Czech 2. U ní nejsou vidět žádné rozmazané mezikroky, protože přístroj zobrazení v každém měřítku vždy znovu spočítá. Ani jsem proto nezobrazoval všechna možná měřítka. Má to ale i temnou stránku: mapa není tak pěkná a v některých fázích doslova prázdná (2, 5, 12 a dál).

 

V obrázku se nedá navigovat

Výhoda neohraničeného měřítka je ale zároveň i nevýhodou vektorových map. Výrobce musí brát ohled na možnosti hardwaru, nesmí to přehnat s podrobností. Potom by totiž vykreslování bylo velmi pomalé. Je to třeba případ nejnovější mapy Topo Czech 2 pro Garminy, kterou kvůli velké komplexnosti nelze používat na starých přístrojích. Jejich hardwarový výkon na to nestačí. I na nových navigacích je ale třeba složitě řešit, jaké objekty a vrstvy zobrazit v malém měřítku, jak zajistit čitelnost... a často je výsledkem jen kompromis.

Navigace s rastrovými mapami tyto problémy nemusí řešit. Ve svém základním měřítku mohou být „krásné“ bez ohledu na to, jak moc jsou podrobné. Navigačnímu přístroji je úplně jedno, jestli je na mapě sto čar nebo deset tisíc, výsledkem je stále stejný soubor (teď neuvažuji s jeho komprimací). Jen se změnou měřítka je potom potíž. Mapa pěkně vypadá jen v základním měřítku, při zmenšování a zvětšování se ztrácí informace.

Pouze po vektorových mapách je také možné plánovat trasu – optimalizovat ji křižovatku po křižovatce. Aby stejnou funkci mohly nabídnout i rastrové mapy, musí mít na sobě neviditelnou vektorovou vrstvu. Stejné je to pak i s možností vyhledávání. Zatímco u vektoru jsou například obce položky v databázi, u navigací s rastrovými mapami jde jen o shluk pixelů na obrázku. Přístroj nerozezná, jestli jde o obec, řeku nebo pole. Také tyto dodatečné databáze se ale k rastrovým mapám dají přidat formou samostatné neviditelné datové vrstvy.

Proč se oba typy vyplatí

Typickým příkladem výrobce, který u map vsadil na vektorový formát, je Garmin. Naopak proti němu stojí výrobci map pro kapesní počítače a podobná zařízení. V Česku je to PlanStudio se svým produktem SmartMaps (recenze) nebo mapy TourNavigator (recenze). Obě tyto mapy jsou mimochodem dostupné v navigačním přístroji Magellan MobileMapper 6 (recenze). V oblasti kapesních počítačů je velmi oblíbený OziExplorer, do mobilů lze nainstalovat například TrekBuddy (recenze).

Nechci to moc komplikovat, ale přesto musím zmínit, že i rastrové mapy mají většinou vektorový základ. Jejich výrobci je totiž připravují v programech, které pracují s vektory. Mapy získají rastrovou podobu až ve své uživatelské verzi.

Jaké jsou hlavní výhody obou formátů map?

Vektorové mapy:

+ ve všech měřítkách kvalitní zobrazení
+ možnost optimalizace trasy a snadného vyhledávání
+ malá datová velikost mapy
+ snadnější ochrana proti kopírování

Rastrové mapy:

+ mapy v základním měřítku jsou na pohled velmi pěkné
+ zobrazení rastrových map je méně náročné na výkon navigačního přístroje
+ lze zobrazit letecké snímky a libovolné jiné mapy-obrázky
+ lepší dostupnost map exotických míst (uživatelsky lze ofotit a zkalibrovat papírovou mapu)

Přímé srovnání

Postavil jsem vedle sebe tři mapy České republiky, u kterých si dovolím říct, že jsou v České republice nejpoužívanější. Z vektorových map je to Topo Czech 2 Pro určená pro navigační přístroje Garmin. Rastrové mapy zastupuje SmartMaps od PlanStudia a TourNavigator s mapami značky Shocart. Podívejte se, jak zobrazí stejná místa.

První ukázky jsem snímal na severovýchodě Brna, v Mariánském údolí. U Garminu vždy vybírám pár měřítek, u rastrových map všechny, které v daném místě byly bez deformací obrázku k dispozici.

 
Topo Czech 2 Pro


SmartMaps


TourNavigator

Posuneme se jen o kousek výš, z města do přírody.

 
Topo Czech 2 Pro

 
SmartMaps


TourNavigator

Zpátky do města, do centra Brna na kraj parku Lužánky:


Topo Czech 2 Pro


SmartMaps


TourNavigator

Jak naše zkoumané mapy zobrazí okolí hradu Pernštejn? Zatímco u SmartMaps jsou velká města jako Brno velmi podrobně pokryta mapami v různých měřítkách, venkov už obvykle obsahuje jen základní mapy 1:50 000 a 1:25 000.

 
Topo Czech 2 Pro


SmartMaps


TourNavigator

Na dalších obrázcích se podívejte na mapu Šumavy těsně u německých hranic.


Topo Czech 2 Pro


SmartMaps


TourNavigator

Na závěr ještě jednou do města, tentokrát pohled do centra Prahy. U vektorového Garminu jsem se na hlavní město podíval napřed z větší výšky, proto je tentokrát obrázků víc. 


 
Topo Czech 2 Pro


SmartMaps


TourNavigator

Co si vyberete?

Každý typ map má výhody i nevýhody. Nelze jednoznačně říct, že rastr je výhodnější než vektor nebo obráceně. Nejvíc ze všeho zde záleží na tom, co vyhovuje samotným uživatelům. Někdo je zvyklý na tradiční papírové mapy, a potom v digitální verzi často preferuje rastrové mapy. Vypadají totiž na pohled takřka stejně jako původní papírová předloha. Jiní uživatelé zase ocení plynulou změnu měřítka. Anebo se s vektorovými mapami zkrátka musí smířit, protože rastrový obrázek navigace Garmin nepodporují a u rastrových map zase nelze příliš vybírat z turistických navigačních přístrojů, které by je podporovaly.

Cílem tohoto článku nebylo přesvědčit vás o přechodu na druhý břeh digitálních map. Používejte to, s čím jste spokojeni nebo to, co se vám jednoduše líbí – to je nejdůležitější.

Přesto jsem zvědavý na výsledky ankety. Jaký typ turistických map preferujete?

Témata článku: Pro turisty a cyklisty, Starý přístroj, Kvalitní zobrazení, Druhý typ, Snadné vyhledávání, Největší výhoda, Zeměpisná poloha

Určitě si přečtěte