Vzpomínáte si na úžasný obraz laviny na Marsu z roku 2008, který byl pořízen kamerou HiRISE na průzkumném orbitu Mars? Bernhard Braun z UnmannedSpaceflight.com nyní vytvořil několik různých trojrozměrných pohledů na událost a poskytl dosud neviděné pozemní pozorování pomocí speciálního softwaru, který vyvinul a který dokáže vytvořit trojrozměrný obraz z jednoho dvourozměrného obrázku. Normálně pro vytvoření 3D obrazu potřebujete alespoň dva obrazy, nebo musíte kombinovat obrázky s daty z nástroje, jako je laserový výškoměr. Ale Braunův jednokanálový fotoklinometrický 3D rekonstrukční algoritmus, známý také jako „tvar ze stínování“, umožňuje, aby byl tvar třírozměrných objektů obnoven ze stínování ve dvourozměrném obrázku. Braun řekl časopisu Space Magazine, že od vývoje softwaru je jednou z oblastí, které chtěl „navštívit ze země“, slavná lavina prachu zachycená živě v akci HiRISE. Jeho obrazy poskytují zcela nový - a ohromující - pohled na Mars.
Braun uvedl, že tento software je užitečný při pohledu na různé oblasti zájmu, zejména tam, kde zatím nemáme žádné další (tj. Založené na stereo zobrazování) podrobné 3D rekonstrukce. Dříve jsme v Space Magazine ukazovali trojrozměrné filmy, které Doug Ellision a další z UnmannedSpaceflight.com vytvořili z HiRISE DEM (Digitial Elevation Models), což je mřížka nebo rastrový soubor popisující hodnoty elevace v pravidelně rozložených bodech nebo příspěvcích. . DEM HiRISE jsou vyrobeny ze dvou obrázků ve stejné oblasti ve vysokém rozlišení, pořízených z různých úhlů pohledu kosmickou lodí. Lidé HiRISE říkají, že vytvoření DEM je komplikované a vyžaduje sofistikovaný software a spoustu času, jak výpočetního času, tak lidských hodin.
Braunův software (i když mu to trvalo docela dlouho, než se vyvinul) však umožňuje středně dlouhou dobu zpracování, asi 15 minut na obrázek se středním rozlišením, s použitím asi 2 gigabajtů paměti. Při vykreslování povrchu nebylo použito ani žádné texturování ani další zbarvení / stínování a každý viditelný detail je skutečný 3D až po úroveň pixelů.
Braun si však nemyslí, že jeho metoda je v žádném případě „lepší“ než úsilí týmu HiRISE.
"Právě naopak," řekl mi e-mailem. „Metody stínování jednoho obrazu ze stínování, jako je ta, která jsem vyvinula, se tradičně považují za pěkně doplňující metody multi-image (stereo), protože slabiny jedné metody (velké zkreslení v metodách jednoho snímku vs. menší rozlišení detailů v metodách více obrázků) je síla druhého. Také oficiální DEM HiRISE jsou obecně přesnější při přesném reprodukování absolutních výšek terénu (také pomocí kalibrace na základě výškoměru), což je důležité pro vědecké použití, zatímco mé DEM jsou méně dobře kalibrovány, protože jsou určeny hlavně pro účely vizualizace. “
Hlavní výhodou metody jednoho snímku je, že ji lze použít na téměř libovolných obrazech oblastí, kde ještě není 3D pokrytí, jako je například zachycení události, jako je lavina.
"Svým způsobem otevírá dveře zcela novému pohledu na velké existující 2D datové sady," řekl Braun. "Například v současné době pracuji na rozšíření této metody na radarové snímky pro rekonstrukce 3D rekonstrukcí datových souborů Venus Magellan s vysokým rozlišením."
Softwarová metoda společnosti Braun by mohla být považována spíše za uměleckou formu.
„Svůj software a algoritmy považuji ne jen za vědecké měřicí přístroje,“ řekl mi Braun v e-mailu, „ale spíše jako nástroj pro vizualizaci, který ponechává trochu umělecké licence, stupeň svobody interpretace, tj. Prostředky pro vytvářejí atmosférické obrazy a jsou to obrazy, které jsou skutečným „publikovatelným konečným produktem“ celého procesu. Algoritmy a software jsou „malířské štětce a stojany“ nebo virtuální kamera fotografa. “
Emily Lakdawalla odvedla skvělou práci, když vysvětlila, jaké jsou whysy a jak celý proces probíhala v blogu Planetary Society: (tam, pokud byste chtěli získat podrobnější popis) „Představte si zmačkaný kus papíru osvětlený reflektorem. Fasety zmačkaného papíru, které jsou kolmé na bodové světlo, se objeví nejjasněji; fasety nakloněné od reflektoru se objeví tmavé. Pokud předpokládáte, že všechno na obrázku odráží světlo stejným způsobem, můžete podle jeho albeda nebo jasu zjistit, zda je nakloněno směrem ke zdroji světla nebo od něj. “
Nahoře je původní obrázek z HiRISE. Při pohledu na tyto obrázky si pamatujte, že tento konkrétní šátek na Marsu je vysoký útes vysoký přes 700 metrů (2300 ft) a svahy přes 60 stupňů. Směs ledu, skály a prachu je vidět v čase, zamrzlá, protože klesá dolů po svahu a vypouští oblak prachu, když se trosky začínají usazovat na mírném svahu na dně útesu. Vystřelený mrak je přibližně 180 metrů napříč a rozprostírá se asi 190 metrů za dnem útesu.
Braun nám řekl, že pracuje na některých nových obrázcích, o kterých doufáme, že se s vámi brzy budeme moci podělit, a děkujeme mu za to, že nám umožnili zveřejnit lavinové obrázky na časopisu Space Magazine.
Kliknutím na tento odkaz se podíváte na celou galerii nádherných barevných 3D vykreslování laviny, odvozených od původně publikovaného obrazu HiRISE, vykreslených pod různými pozicemi pohledu a směry světelného zdroje.
