공간정보/전자지도2008. 11. 27. 08:33
구글과 마이크로소프트의 경쟁으로 가상지구(Virtual Globe)가 눈앞의 현실로 다가 왔습니다. 사실, 불과 몇년 전만 해도 전세계를 3D 모델로 바꾼다고 하면 거의 미친 소리라는 이야기를 했습니다. 가장 큰 이유는 물론 비용문제입니다.

3D 모델을 만약 수작업으로 구축한다면 엄청난 비용이 들 것입니다. 만약 이런 방식이었다면 3D 모델 제작은 지금도 꿈도 꾸지 못할테고요.

하지만, 항공사진측량용 디지털 카메라나 LIDAR와 같은 최첨단 장비의 등장과 함께, 소프트웨어 기술도 비약적으로 발전함에 따라, 3D 모델도 자동으로 제작되는 단계에 이르고 있습니다. 물론 제가 파악한 바로는 아직까지 회사에 따라 기술의 차이는 많이 존재하지만요.

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제가 오래전 구글어스와 버추얼어스의 3차원 빌딩 모델 비교라는 글을 통해, 구글어스와 버추얼어스에 올려진 3D 도시들을 대상으로 차이를 비교했었습니다. 간단히 요약하면 다음과 같습니다.
  • 일관성의 차이 : 구글어스는 주로 사용자가 제작해 올리기 때문에 일관성이 떨어진다.
  • 3D 모델의 품질 : 구글어스의 사용자가 제작해 올리는 3D 모델은 아주 잘 표현되어 있다.
  • 성능의 차이 : 버추얼어스의 3D 모델이 훨씬 성능이 앞선다.
  • 비용의 차이 : 구글어스는 사용자가 제작하기 때문에 비용이 그다지 많이들지 않는다.
그런데... 지금 현재 시점에서 보면, 이 모든 상황이 달라져 버렸습니다. 그동안 구글어스(Google Earth)가 4.3으로 업그레이드되고, 버추얼어스(Virtual Earth)는 6.1로 업그레이드 되는 등, 엄청난 변화가 있었기 때문입니다.

그래서, 다시 정리하는 의미에서 구글과 마이크로소프트의 3D 도시 제작방식을 비교해 보기로 했습니다. 가까운 시일에 3D 모델 제작 기술 및 비용에 대해 글을 쓰고 싶은데, 그 글을 쓰기 전에 미리 도입이라고 생각하셔도 됩니다. 그냥 부담 없이 읽어보시길...

구글(Google)의 3D 도시 제작방식

구글어스를 들어가 보면, 우리나라 서울을 비롯해 전세계 도시에 대해 3D 모델이 조금씩 들어 있습니다. 이런 3D 모델은 사용자가 Sketchup을 이용해 제작한 후 3D 이미지갤러리(3D Warehouse)에 올리면, 이중에서 구글에서 채택한 것이 구글어스에 나타나는 방식입니다.

이런 방식외에, 지방자치단체 등에서 자체적인 목적으로 만들어 둔 3D 모델을 라이센스 받아 올리는 방식도 있습니다. 아래는 구글에 잡아먹힌 도시라는 글에서 소개한 캐나다의 나나이모(Nanaimo)라는 도시를 구글어스에서 확인한 모습입니다.

구글어스의 3D 도시 - 나나이모(Nanaimo)

중앙 좌측에 있는 높은 건물은 사용자가 제작한 3D 모델이고, 나머지 회색건물들은 나나이모시가 구글에 제공한 모델입니다. 이와 같이 지방자치단체에서 현재 제공한 모델은 대부분 건물 외곽선에 높이만 지정되어 있는 가장 간단한 수준의 모델이 대부분입니다.

아래에 있는 그림은 워싱턴의 3D 자료를 구글에 제공한 이유라는 글에서 소개한, 미국 수도 워싱턴 DC를 캡처한 것인데, 중앙전면에 있는 스미소니언 박물관 등 일부 건물외에는 회색 건물만 가득차 있는것을 보실 수 있습니다.

구글어스의 3D 도시 - 워싱턴 DC

그런데, 요즘에는 또다른 방식이 등장했습니다. 얼마전, 구글어스에 새로운 3차원도시 등장이라는 글에서 소개한 것처럼, 항공사진측량회사에서 제작한 3차원 모델을 구입?해서 구글어스(Google Earth)에 탑재하는 방식입니다.

이에 해당하는 도시로는 미국의 로스엔젤레스, 샌디에고, 시카고, 샌프란시스코, 마이애미, 발티모어, 보스톤, 올랜도 등이 있습니다. 유럽에는 스위스 쥐리히, 독일 뮌헨 및 함부르그 등이 이런 방식으로 제작되었고, 최근 Google Earth Blog에 따르면, 피츠버그와 시애틀도 추가되었다고 합니다.

구글어스(Google Earth)의 새로운 3차원도시

이런 도시들을 띄우고 아랫부분의 저작권(Copyright) 부분을 보시면 아래와 같이 Building 부분은 CyberCity와 Sanborn이 제작하였음을 알 수 있습니다.

구글어스 3D 모델 저작권

구글에서 이와같이 측량전문회사의 3D 모델을 구입해서 서비스하는 것은 아마도 마이크로소프트에 대항하기 위해서가 아닌가 싶습니다. 즉, 버추얼어스 6.1이 공개되면서 새로운 방법으로 만들어진 3D 모델이 워낙 멋지기 때문에 예전처럼 자발적인 참여만으로는 대항을 할 수 없기 때문이겠죠.

마이크로소프트의 3D 도시 제작방식

마이크로소프트의 버추얼어스(Virtual Earth)는 구글어스에 대항하여 만들어진 제품입니다. 그 때문에 구글어스에 비해서 훨씬 나은 뭔가가 필요했고, 이 때문에 마이크로소프트에서는 3D 모델을 직접 제작하는 방식을 채택하였던 것 같습니다. 물론 비용은 많이 들지만, 훨씬 일관성이 뛰어나고 안정성이 높기 때문이죠.

아래 그림은 2007년 프랑스 에어쇼에 나온 마이크로소프트의 사진촬영용 항공기 사진입니다. (소스 : 여기)

마이크로소프트 항공사진촬영용 항공기

버추얼어스 6.0까지 사용했던 3D 모델은 정사항공사진만을 이용하여 제작하였습니다. 즉, Vexcel사의 UltraCAM 이라는 항공사진측량용 디지털카메라(사진 여기)로 촬영을 한 후, 이 사진을 이용해 3D 정보를 추출하고, 이 사진을 이용해 건물 벽면에 텍스처를 입힌 것입니다.

그런데, 이런 방식으로 3D 모델을 만들면 건물 텍스처가 깨끗하지 못합니다. 일반 항공사진은 수직방향으로 촬영하기 때문에 건물 옆면이 잘 보이지 않기 때문입니다. 아래는 버추얼어스에서 확인해 본 샌프란시스코의 모습입니다. 원경에서 보면 상당히 깨끗해 보여도, 가까이 바라보면 텍스처가 흐릿하다는 것을 보실 수 있습니다. 직접 보시려면 여기를 눌러보시면 됩니다.

버추얼어스의 샌프란시스코 3차원 모델 - 예전

버추얼어스는 지난 4월에 대폭 업그레이드 되었는데, 이때, 새로운 형태의 3D 모델이 등장했습니다. 텍스처가 선명해지고, 색과 콘트라스트가 향상되었으며, 나무까지 모델링 되어, 거의 환골탈태 수준으로 변화되었습니다. 아래는 라스베이거스의 모습입니다. 직접 보시려면 여기를 눌러 보시면 됩니다.

버추얼어스의 라스베이거스 3차원 모델 - 새로운

이와 같은 변화의 주요원인은 경사사진인 버드아이뷰(Bird's Eye View) 영상을 사용하여 텍스처를 입혔기 때문입니다. 경사사진은 상공에서 약 45도 각도로 촬영하기 때문에 건물의 형상이 잘 드러납니다. 이러한 건물의 모습을 텍스처로 사용하기 때문에 위의 그림과 같이 건물이 예쁘게 처리된 것입니다. 물론, 색감의 향상이나 나무 모델링 등과 같은 별도의 기술이 적용되었구요.

버추얼어스의 라스베이거스 경사사진(Bird's Eye View)

현재 버추얼어스의 경사사진은 미국에서는 Pitometry라는 회사에서 촬영하고, 유럽에서는 Blom이라는 회사에서 촬영하고 있습니다. Blom에 관해서는 얼마전 아이폰(iPhone)으로 유럽 경사사진 보기라는 글에서 소개시켜드린 바 있습니다. 우리나라엔 좀 짝퉁스럽기는 해도 지오피스(Geopis)에서 이러한 사진을 제작하여 파란의 항공사진Wings에서 서비스하고 있습니다.

구글과 마이크로소프트의 3D 도시 비교

이제 결론적으로 구글어스(Google Earth)에 나타난 3D 도시와, 버추얼어스(Virtual Earth)에 나타난 3D 도시를 비교해 보겠습니다. 아래는 예전에 비교해 둔 것을 현재를 기준으로 재평가 해본 것입니다.
  • 일관성의 차이 : 구글어스는 주로 사용자가 제작해 올리기 때문에 일관성이 떨어진다. -> 항공사진측량 전문회사에서 제작한 모델의 경우 일관성이 높다. (전체는 아님)
  • 3D 모델의 품질 : 구글어스의 사용자가 제작해 올리는 3D 모델은 아주 잘 표현되어 있다. -> 이것은 아직까지도 유효합니다.
  • 성능의 차이 : 버추얼어스의 3D 모델이 훨씬 성능이 앞선다. -> 구글어스 4.3이후 성능이 많이 향상되었습니다. 다만, 아직도 버추얼어스 모델이 더 빨리 뜨는 것같고, 게다가 나무까지 모델링하는데도 성능이 느려지는 것 같지 않습니다.
  • 비용의 차이 : 구글어스는 사용자가 제작하기 때문에 비용이 그다지 많이들지 않는다. -> 이제 이런 비용의 차이는 많지 않은 것 같습니다. 게다가 마이크로소프트의 3D 모델은 거의 자동화 처리되기 때문에 오히려 마이크로소프트가 비용이 적게 들 수도 있습니다.
물론, 제 주관적인 의견이기 때문에 동의하지 않는 분들도 계실 겁니다. 어쨌든 구글이나 마이크로소프트나 3D 가상지구(Virtual Globe)에 대한 투자는 앞으로도 멈추지 않을 것이란 건 확실해 보입니다. 아직까지 우리나라의 3차원 관련 기술은 구글이나 마이크로소프트에 비해 엄청 뒤지지만, 정부나 민간기업 모두 3차원 기술에 대해 관심이 높기 때문에, 지속적인 투자가 이루어지면 언젠가는 더 나은 서비스도 개발할 수 있을 것... 이라고 믿습니다.

민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 멋진데요? MS는.. 꼭 플라이트 시뮬레이터를 보는 느낌이네요. ^^

    2008.11.27 08:58 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 심심할때마다 버츄얼어스가서 보는데요...bird's eye view 신기하대요...ㅋ
    어차피 위성사진이다 보니 평면사진의 경우의 차이는 거의 없다고 봐야하고,
    3D의 경우...구글 어스는 제가 쓰질 않아서 잘 모르겠는데..암튼 신기!ㅋㅋ

    2008.11.27 12:12 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 버추얼어스에서 버드아이뷰가 있는 곳은 위성사진이 아니라, 마이크로소프트에서 직접 촬영한 항공사진이랍니다. ㅎㅎ

      2008.11.27 13:11 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  3. KC

    Pictmetry는 동시에 촬영한 5방향 사진을 사용하기 때문에 3차원 품질이 굉장히 높지요..쉽게 생각해서 박스전개도를 상상하시면 되겠습니다..어렸을때..박스 많이 만들어 보셨겠지요?...그렇다 보니 만드는 속도도 당연히 빠를테고요...그게 버추얼어스의 장점이 아닌가 합니다..
    그런데 버추얼어스 3차원은 어디서 맹글죠?

    2008.11.27 15:46 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

공간정보2008. 11. 25. 11:51
항공사진측량용 장비를 잘 정리해둔 문서가 있어서 공유하고자 합니다.

저도 전공이 항공사진측량이라서 장비에 대해서는 조금 알고 있다고 생각했는데, 아래에 있는 문서를 보니, 제가 모르는 장비들이 엄청 많습니다.

이 문서는 글래스고우 대학교 Gordon Petrie 교수가 작성한 것으로, 제목은 Airborne Digital Data Capture Systems, 즉, 항공 디지털 측량시스템이며, 총 쪽수가 60쪽 이상입니다.


일단 대략적인 내용을 살펴보면 다음과 같습니다.

Part I – 프레임방식의 항공사진용 디지털 카메라(Airborne Digital Frame Cameras)
(a) 단독카메라(렌즈와 센서가 1개) (Single Cameras – with a Single Lens & Area Array)
(i) 소형(Small-Format)
(ii) 중형(Medium-Format)
(iii) 대형(Large-Format)
(iv) 단계별 촬영방식(Stepping Frame)
(b) 다중카메라(렌즈와 센서가 복수) (Multiple Cameras – with Multiple Lenses & Area Arrays)
(i) 다중 분광 카메라(Multi-Spectral)
(ii) 다중 경사 카메라(Multiple Obliques)
(iii) 다중 수직 카메라(Multiple Verticals)
(iv) 다중 수직/경사 카메라(Multiple Verticals & Obliques)

Part II – 라인 스캐너 방식의 항공사진용 디지털 카메라(Airborne Digital Line Scanners)
(a) 단독 라인 스캐너(Single Line Scanners)
(i) 흑백(Monochrome)
(ii) 칼라(Colour)
(iii) 초고 분광 스캐너(Hyper-Spectral Line Scanners)
(iv) 파노라마방식(Panoramic Line Scanners.)
(b) 3방향 라인 스캐너(Three-Line Stereo Line Scanners)

Part III – 항공 레이다 기술(Airborne Radar Technologies)

Part IV – 항공 레이저 스캐너(Airborne Laser Scanners)
(a) 지상용 항공레이저 스캐너(Airborne Topographic Laser Scanners)
(i) 상용 시스템(Commercial System Suppliers)
(ii) 주문자제작 시스템(Custom-Built Systems)
(iii) 연구중인 시스템(Research Systems)
(b) 연근해 측량용 항공레이저 스캐너(Airborne Bathymetric Laser Scanners)
(i) 상용 시스템(Commercial System Suppliers)
(ii) 연구중인 시스템(Research Systems)

제목만 봐도 아주 대단하다 싶습니다. 게다가 이 문서가 2007년 9월에 발표된 자료이니, 지금 시점에서는 이보다 더 좋은 기기도 있을 수 있습니다. (제가 알고 있는 것도 있구요)

더 자세한 내용은 직접 읽어보시구요... 제가 재미있게 본 몇가지 장비만 소개해 드리겠습니다.

첫번째 Red One이라는 장비인데요, 일반 카메라가 아니고 초고해상도 비디오로, 해상도가 4520 x 2540 (1,100만 화소)까지 나온답니다. 1초당 50-60 프레임을 촬영한다고 하고요. 현재 개발중이라고 하네요.

사용자 삽입 이미지

다음으로는 단계별 촬영방식(Stepping) 프레임 카메라의 촬영원리입니다. 아래와 같은 방식으로 촬영을 해서 촬영범위를 넓게 하는 방식인데, 아마도 정찰목적으로 활용하면 좋을 듯 싶습니다.

사용자 삽입 이미지

다음은 네덜란드의 Track'Air라는 회사에서 개발한 MIDAS 시스템입니다. 얼마전 노르웨이 오슬로의 완벽 3D 모델 자동생성이라는 글에서 소개시켜드린 스웨덴의 C3 Technologies에서 이 시스템을 사용하고 있다고 합니다. 경사사진 촬영용 카메라입니다. 잘 보시면 카메라가 5개 달린 걸 보실 수 있을 것입니다.

사용자 삽입 이미지

다음은 파노라마 방식의 스캐너 촬영 원리를 나타낸 그림입니다. 비행기가 날라가면서, 좌우 방향으로 스캐닝하여 넓은 지역을 촬영하는 방식입니다. 지금은 작년 7월 구글에 인수된 ImageAmerica에서 개발한 장비가 바로 이런 방식입니다.

사용자 삽입 이미지

다음은 Optech이라는 회사에서 개발한 항공레이저스캐너(LIDAR)인 ALTM의 모식도입니다. LIDAR는 이 회사가 제일 유명하며, 우리나라에도 몇대 도입되어 있습니다. 예전에 동아일보에 Optech을 소개하는 기사가 떴었습니다. 한번 읽어보시길...

사용자 삽입 이미지

머... 너무 많아서 어차피 모두 정리하지 못합니까 대충 이정도 해야겠네요. 관심있으신 분들은 직접 다운로드 받아 읽어보시길...


민, 푸른하늘
2007/11/21 - [구글어스] - 구글에서 직접 항공사진을 촬영할 예정!
2007/11/22 - [전자지도] - 지형지도서비스 - 지오피스(Geopis)
2008/02/01 - [기타] - 세계 최경량 무인항공기(UAV)
2008/02/09 - [구글어스] - 구글어스에 포함된 데이터의 종류(1) - 영상
2008/02/09 - [구글어스] - 구글어스 영상은 실시간 영상이 아닙니다.
2008/03/02 - [구글어스] - 구글어스의 초고해상도 동물 사진 모음
2008/03/02 - [마이크로소프트] - 버추얼어스 버드아이뷰 영상의 원리
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2008/06/10 - [구글어스] - 우주에서 애완견을 촬영했다고??
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2008/09/18 - [LatLong] - 구글맵 스트릿뷰(Street View)가 핸드폰 속으로
2008/11/08 - [3D City] - 노르웨이 오슬로의 완벽 3차원 모델 자동생성!
2008/11/11 - [측량] - 아이폰(iPhone)으로 유럽 경사항공사진 보기 - Blom

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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  1. 오랫만에 너무 전문적인 글을 올리신 듯..

    근데, 박사 학위 분야가 항공사진측량학이 아니시잖아요? ㅋㅋㅋ

    2008.11.27 00:37 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  2. 굿

    좋은 자료 감사합니다

    2009.04.14 23:53 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  3. 인하공대 지리정보공학과생

    좋은자료 많이보고갑니다
    블로그에 흥미롭고 유익한정보들이많네요
    자주들리겠습니다 감사합니다

    2009.05.13 00:54 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
  4. 인하공대 지리정보공학과 얼짱

    과제에 많이 참고되었습니다
    감사합니당 ^*^

    2010.05.27 10:21 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]

기타2008. 3. 24. 14:20
Market Share : 올해초 제가 미국 온라인 지도 순위라는 글에서 쓴 내용(MapQuest가 약 50%로 1위, 2등은 구글맵, 3등은 야후지도)과 함께, 2월의 ChangeWave 조사에 따르면, 일반인용 GPS 마켓에서 Garmin이 56%를 점유하고 있으며, 2등인 마젤란으로 12%를 점유하고 있다는 내용입니다.

1939년대의 항공사진측량 : 대중과학(Popular Science)지 1939년 5월호에 실렸던 “Flying Cameras Map America for War”라는 글을 다시 볼 수 있습니다. 아래 그림은 그 당시 항공사진측량용 카메라라고 합니다.

사용자 삽입 이미지

Quantum GIS : 뚜와띠엔님께서 Open Source GIS의 하나인 QGIS를 써보고 간략히 정리한 글입니다. 꽤 기능이 괜찮다고 하네요. 전문적인 분석 기능은 주로 GRASS와 PostGIS를 이용해 수행한다고 합니다. 특히 학생들 교육용 GIS 소프트웨어로 쓰기에 꽤나 괜찮은 프로그램이라고 소개하고 있습니다.

GeoPDF : GeoPDF는 TerraGo Technologies라는 곳에서 개발한 소프트웨어로서, 데스탑 GIS로부터 PDF로 변환시켜주는 기능을 갖고 있는데, 이번에 GeoPDF Reader를 발표했다는 소식이 있습니다.

구글 차트 API를 이용한 지도 이미지 : GeoClick2님께서 정리한 글입니다. 이번에 지도와 연계시킬 수 있는 기능이 추가된 구글 차트 API를 실험해 본 것입니다.  (참고 : 구글 비공식 블로그의 구글차트 API 업그레이드 소식)

지도 이미지를 캡쳐해서  붙여 놓은 것이 아니라 Chart API를 이용하여 생성된 이미지를 바로 임베딩시킬 수 있다는 점을 강조하고 있습니다. 아래님 GeoClick2님께서 만든 동아시아 지도입니다. 이미지는 아니지만, <img src=> 태그를 달아 삽입시킬 수 있습니다. 파라미터를 바꾸면 색이 달라질 테구요...


전자지도가 뜬다 : 만도맵앤소프트, 팅크웨어, SK에너지 등에서 최근 전자지도에 많은 투자를 하고 있다는 내용을 간략히 정리하고 있습니다. <- 너무 간단하네요~ ㅠㅠ

ETRI에서 전자지도 무선 갱신 솔루션 발표 : 지도의 변경사항을 서버로 요청하면, 새로 생기거나 변경된 도로 데이터 및 안전 운전 정보를 전송받는 기술을 개발하였다고 합니다. 단, 기존 나와있는 제품은 어차피 불가능하고요, 새로 나오는 제품도 ETRI로부터 기술이전을 받아서 개발하는 제품에만 적용될수 있습니다.

민, 푸른하늘

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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기타2008. 2. 2. 14:46
머... 군용입니다. 미 공군에서 개발했고, 모델명은 Wasp III, 휴대가능하고 아주 튼튼하답니다.

적군의 상황을 감시하는 용도입니다. 여러가지 카메라가 달려 있어서 사진을 찍는 즉시 본부로 전송을 해 준다고 하니 무선통신 기능도 있을테고요.

처음에 날릴 때는 손으로 날리면 되고요, 무선으로 조종도 할 수 있고, GPS가 달려 있어서 노선을 입력시켜두면 자율비행도 가능하다고 합니다.

사용자 삽입 이미지

이렇게 다양한 기능이 있고 날개 길이가 총 72cm 인데도, 무게는 430그램뿐이 안된답니다. 자세한 내용은 여기에 들어가 보시면 됩니다.

다양한 종류의 센서가 탑재되어 있는 모양입니다. 대충 3-4개가 달려있는 모양인데, 자신이 없어서 그냥 복사해서 붙였습니다. 작동범위는 5km이고 45분간 날라다닐 수 있답니다.
Integrated Forward- and Side- Look EO Cameras,
Swappable Payloads, High-Resolution EO Camera with
Electronic Pan/Tilt/Zoom, IR Imager
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제 예전 블로그에 멋진 소형 무인항공기(UAV), 그리고 KAIST 세계 최장 체공 무인항공기 개발
라는 글을 올렸었습니다. 이런 무인항공기에 관심을 갖는 이유는 이를 이용해서 산불이 났다던지하는 긴급한 상황에 현장파악을 하는데 매우 편리하기 때문입니다.

물론 이런 무인항공기를 이용해서 지도를 제작하기는 힘들겠지만, Pict'Earth같은 회사에서는 모형항공기로 지도를 제작하는 기술을 연구중이거든요. (참고 : 모형비행기로 항공사진촬영)

하여튼... 저런 비행기 하나 있으면 어디 놀러가서 비행기 날리고선 들어오는 사진들 하나씩 감상하면... 재미있게 보낼 수 있을텐데... 싶습니다.

민, 푸른하늘
(via : Slashgeo)

Posted by 푸른하늘 푸른하늘이

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