Ved hjælp af fotogrammetri fanger dykkere skibsvrag under Seattle Waters

Seattle er en landtange.

På østsiden af ​​byen ligger ferskvandssøen Washington, mens du mod vest finder det salte vand i Puget Sound. Lake Washington blev skabt, da en gletsjer trængte sig hen over landet for tusinder af år siden, og er hjemsted for alger, zooplankton, og nogle PCB-forurenet fisk. Takket være dens adgang til havet er Øresund lejlighedsvis besøgt af spækhuggere.

I bunden af ​​disse to vandområder begynder landskabet dog at ændre sig. Dykkere har fundet sværd, tequilaflasker, sække med affald og gammelt bærbare computere. Der er også mere historisk betydningsfulde genstande, som fly og skibsvrag.

Selv for dem med redskaber og træning til dykke over 100 fod i koldt vand kan det være en udfordring at få en fornemmelse af, hvordan disse vrag virkelig ser ud. "Sigbarheden er ret dårlig, så vi kan ikke se ret langt," sagde Kees Beemster Leverenz til Digital Trends. "Og oven i købet er der næsten ikke noget lys, der trænger ned forbi de første par dusin fod, måske 70 fod eller deromkring." Beemster Leverenz er en Microsoft-softwareudvikler om dagen, dykker om natten og på mange weekender. Han er en del af

Global Underwater Explorers (GUE), en nonprofitorganisation, der uddanner dykkere og hjælper med at bevare vandmiljøer. Ved hjælp af fotogrammetri håber han at bringe nogle af disse sunkne kar til overfladen i form af 3D-modeller.

Mars angrebet

I 2011 et hold, der omfattede nogle GUE-dykkere placeret Mars i Østersøen. Sænket under et slag i 1564 kunne det svenske krigsskib rumme så mange som 900 søfolk. Det er massivt og, takket være det mørke, kolde nordiske vand, ret godt bevaret. Der er ingen måde at genoprette det 200 fod, tre-mastede skib, men forskerne var spændte på at lære mere om det berømte vrag. I stedet for at sende en flok videnskabsmænd 250 fod under, udtænkte de en måde at bringe skibet til live med fotogrammetri.

Ved at tage laserscanninger og tusindvis af billeder af plankerne, kanonerne, masterne og så videre var professor Johan Rönnby fra Södertörn Universitet og hans team i stand til at fange skibet fra alle vinkler. Derefter stykker software billederne sammen for at lave en 3D-model, som forskere kan dreje og zoome ind på, hvilket giver dem mulighed for at se detaljer, men også få en fornemmelse af, hvordan skibet så ud, da det var hel.

Da Beemster Leverenz hørte om Mars-projektet, besluttede han at bruge nogle af teknikkerne på vrag i Seattle-området. Der var masser at vælge imellem. Alene i Lake Washington er der i hvert fald syv flyvrag, et dusin kulbiler, der gled overbord på en pram, og hundredvis af både. I løbet af årtierne har dykkere opdaget mange af dem, styret af National Oceanic and Atmospheric Administrations sonardata.

Dybt, mørkt hav

Ligesom Østersøen er Washington-søen mørk og kølig. Den er også fuld af sediment. Rør mudderet op i bunden, og du kan lige så godt komme til overfladen for dagen. Dine billeder vil bare vise grumset vand, kastet grønligt gult af lyset.

Forholdene i Lake Crescent, omkring 100 miles nordvest for Seattle, er meget forskellige fra Lake Washington. Takket være det klare vand og det omgivende lys var Kathryn Arant, en anden GUE-dykker, i stand til hurtigt at tage de omkring 200 billeder, der var nødvendige for fotogrammetrien af ​​en 1927 Chevrolet liggende på siden i 170 fod vand.

[iframe-embed url="" https://sketchfab.com/models/805e79f2ab444e0a8574e3d384e217e0/embed? autostart=1&autospin=0.1″ størrelse=”xlarge” height=”500px”]

Bilen blev først fundet i 2002 og løste mysteriet om, hvad der skete med et ungt par, Russell og Blanch Warren, som forsvandt i 1929. På grund af de snoede, ikke-asfalterede veje omkring Lake Crescent, var det blevet antaget, at deres bil kørte i vandet. Med Arants billeder og Agisoft Photoscan-softwaren er resultatet en model, der viser Warren-bilen ned til speedometer og stadig oppustede dæk.

Bilen var et af GUE Seattles første forsøg med fotogrammetri. Det tog Beemster Leverenz og hans dykkerkolleger et par forsøg at få styr på processen. De startede med at bruge GoPros, beskyttet med undervandshuse. Hurtigt indså de, at de havde brug for det bedre kameraer og mere lys. De købte 33.000-lumen lysbjælker, der vil blænde dig, hvis du kigger ind i dem, når du tænder dem. På trods af deres intense lysstyrke har de brug for fire for selv at lave et indhug i mørket over 100 fod fra overfladen. "Vi er i stand til at vende, hvad der ser ud til at være virkelig dårlig sigtbarhed til halvdårlig synlighed," sagde Beemster Leverenz.

Forbind prikkerne

"Jeg kan godt lide at sige, at den nemmeste ting, du nogensinde kan dokumentere, er en kuppel, der ikke har nogen små stykker, der stikker ud, som ikke har vinger eller propeller til at gøre tingene vanskelige,” sagde Beemster Leverenz. Warren-bilen var ret tæt på. Fly er sværere. Dykkere skal balancere at få alle detaljerne med ikke at overvælde softwaren. "Det er vigtigt at være sparsommelig, hvor du kan med billeder," sagde han.

For et flyvrag, en PBM Mariner, tog GUE-holdet omkring 5.500 billeder. Der er kun et af disse fly tilbage intakt - i hvert fald over havets overflade - på Pima Air and Space Museum i Arizona. Flyvebåden var svær at transportere på land, så det meste blev skrottet. En sænket i Lake Washington i 1949. Flådens dykkere forsøgte at få flyet til overfladen i 1990'erne, men det lykkedes kun at brække halen af. Størstedelen er stadig omkring 70 fod under vandet.

Det er også praktisk talt i Pima-museet takket være GUEs fotogrammetriindsats. Sammen med Dr. Megan Lickliter-Mundon, en undersøisk luftfartsarkæolog, skabte de en 3D model af det sjældne plan, som sidder ved siden af ​​den genoprettede hale.

At genskabe vrag som PBM Mariner og et andet sunket fly, PB4Y-2, kræver en masse fotos, som igen kræver meget processorkraft. Først analyserer softwaren billederne og begynder at stille dem op. Den genkender visse objekter, et ror, en vingeklap og begynder at kortlægge dem ved at bruge billeder af det samme objekt taget i forskellige vinkler. Dette kaldes en punktsky, som Beemster Leverenz sammenligner for at forbinde prikkerne. Formen er der; det er bare ikke udfyldt.

Dernæst forbinder computeren disse prikker til et net. "Nettet har faktisk ikke farven til det," sagde han. "Det ligner virkelig at sammensætte en plastikmodel, før du malede den." Det hvide net ligner et fly, men det har ikke de detaljer og definitioner, der er nødvendige for at skelne visse dele. Det tredje trin er at lægge detaljerne fra billederne oven på nettet, den slags "farve i" proces.

Til GUEs seneste projekt, PB4Y-2, var Beemster Leverenz i stand til at rekruttere en ikke-dykker til at hjælpe. Patrick Goodwin arbejder for Terning, som laver Battlefield-videospilserien. Han og Beemster Leverenz har en fælles ven og begyndte tilfældigvis at diskutere fotogrammetri via voice chat, mens de spillede et videospil sammen. Terning bruger fotogrammetri for realistisk at bringe objekter og steder fra den virkelige verden - som Alperne - ind i spil. Goodwin optimerer modeller for at gøre dem håndterbare. Hvis de er alt for detaljerede, vil de være for overbelastet med data til at snurre og give dig mulighed for at se vraget fra alle vinkler. Flyets nitter skal for eksempel ikke indbygges i modellen, når de i stedet kan projiceres ovenpå. Det er ligesom forskellen mellem at male individuelle striber eller at slå på et mærkat.

Derudover hjælper Goodwin med at gengive noget af miljøet omkring vraget. "Hvis du vil lave en model af et tomt hvidt rum, kan du ikke gøre det," sagde Beemster Leverenz. Softwaren har brug for kontrast for at skabe modellen. Det har flyet selv, men det har jorden, det hviler på, ikke. "Det er bare en slags flad grønlig, gullig intethed," sagde han. Men det er nødvendigt at give kontekst. Uden det, "ender du med en model af et fly, der ikke ser ud som om det faktisk er styrtet ind i noget," tilføjede han. Nogle gange kommer kontrasten fra uventede steder - en krøllet Target-taske eller en rød solokop. Disse festkopper er allestedsnærværende og dukker op som røde pletter i nogle af GUEs fotogrammetrimodeller.

Selvom alle overlevede både PB4Y-2 og PBM Mariner-forlisene, er det deprimerende, at menneskeskabte genstande strøer disse vandgulve - selvom de bliver genvundet af livet i havet. Der er måder at bruge fotogrammetri til at hjælpe naturen også, sagde Beemster Leverenz. Det Marine og Videnskab Teknologi Center i Des Moines, Washington har overvejet at skabe en kunstigt rev i Puget Sound - for at erstatte vandlidende VW-biller og andre erstatningsmiljøer i havet. Fotogrammetri kunne være en ikke-destruktiv måde at måle revets vækst over tid. Forhåbentlig forbliver den fri for solokopper.

Redaktørens anbefalinger

• Hvordan tidspunktet på dagen påvirker indlæringsevnen, og hvordan du bruger det til din fordel
• Hvordan en lektie lært af lotusblomster kunne give os selvrensende solpaneler
• Fotograferingsnyheder: Olloclips seneste bringer front- og baglinser til nye iPhones