Χρησιμοποιώντας τη φωτογραμμετρία, οι δύτες καταγράφουν ναυάγια κάτω από τα νερά του Σιάτλ

Το Σιάτλ είναι ένας ισθμός.

Στην ανατολική πλευρά της πόλης βρίσκεται η λίμνη Ουάσιγκτον με γλυκό νερό, ενώ στη δυτική θα βρείτε τα αλμυρά νερά του Puget Sound. Η λίμνη Ουάσιγκτον, που δημιουργήθηκε όταν ένας παγετώνας διέσχισε τη γη πριν από χιλιάδες χρόνια, φιλοξενεί φύκια, ζωοπλαγκτόν, και μερικά Μολυσμένο με PCB ψάρι. Χάρη στην πρόσβασή του στον ωκεανό, το Sound επισκέπτεται περιστασιακά όρκες.

Στο κάτω μέρος αυτών των δύο υδάτινων μαζών, ωστόσο, το τοπίο αρχίζει να αλλάζει. Οι δύτες βρήκαν σπαθιά, μπουκάλια τεκίλα, σακούλες με σκουπίδια και παλιά φορητούς υπολογιστές. Υπάρχουν επίσης πιο σημαντικά ιστορικά αντικείμενα, όπως αεροπλάνα και ναυάγια.

Ακόμη και για εκείνους με τον εξοπλισμό και την εκπαίδευση να βουτήξτε πάνω από 100 πόδια σε παγωμένο νερό, το να καταλάβετε πώς μοιάζουν πραγματικά αυτά τα ναυάγια μπορεί να είναι μια πρόκληση. «Η ορατότητα είναι αρκετά κακή, επομένως δεν μπορούμε να δούμε πολύ μακριά», είπε ο Kees Beemster Leverenz στο Digital Trends. «Και πάνω από αυτό, δεν υπάρχει σχεδόν κανένα φως που να διαπερνά τα πρώτα δύο πόδια, ίσως 70 πόδια περίπου». Η Beemster Leverenz είναι ένας προγραμματιστής λογισμικού της Microsoft την ημέρα, δύτης τη νύχτα και σε πολλούς Σαββατοκύριακα. Είναι μέρος του Παγκόσμιοι Υποβρύχιοι Εξερευνητές (GUE), ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που εκπαιδεύει δύτες και βοηθά στη διατήρηση του υδάτινου περιβάλλοντος. Χρησιμοποιώντας φωτογραμμετρία, ελπίζει να φέρει στην επιφάνεια μερικά από αυτά τα βυθισμένα αγγεία με τη μορφή τρισδιάστατων μοντέλων.

Άρης επιτέθηκε

Το 2011, μια ομάδα που περιελάμβανε μερικούς δύτες GUE εντόπισε το Άρης στη Βαλτική Θάλασσα. Βυθισμένο κατά τη διάρκεια μιας μάχης το 1564, το σουηδικό πολεμικό πλοίο μπορούσε να χωρέσει έως και 900 ναύτες. Είναι τεράστιο και, χάρη στα σκοτεινά, κρύα σκανδιναβικά νερά, αρκετά καλά διατηρημένο. Δεν υπάρχει τρόπος να ανακτηθεί το πλοίο των 200 ποδιών, με τρεις ιστούς, αλλά οι ερευνητές ενθουσιάστηκαν που μάθαιναν περισσότερα για το διάσημο ναυάγιο. Αντί να στείλουν μια δέσμη επιστημόνων 250 πόδια πιο κάτω, επινόησαν έναν τρόπο να ζωντανέψουν το πλοίο με τη φωτογραμμετρία.

Τραβώντας σαρώσεις λέιζερ και χιλιάδες φωτογραφίες από σανίδες, κανόνια, ιστούς και ούτω καθεξής, ο καθηγητής Johan Rönnby του Πανεπιστημίου Södertörn και η ομάδα του κατάφεραν να απαθανατίσουν το πλοίο από κάθε γωνία. Στη συνέχεια, το λογισμικό ενώνει τις φωτογραφίες για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο που οι ερευνητές μπορούν να περιστρέψουν και να μεγεθύνουν επάνω, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να βλέπουν λεπτομέρειες αλλά και να έχουν μια αίσθηση του πώς ήταν το πλοίο όταν ήταν ολόκληρος.

Όταν ο Beemster Leverenz άκουσε για το έργο του Άρη, αποφάσισε να χρησιμοποιήσει μερικές από τις τεχνικές στα ναυάγια της περιοχής του Σιάτλ. Υπήρχαν πολλά για να διαλέξετε. Μόνο στη λίμνη Ουάσιγκτον υπάρχουν τουλάχιστον επτά ναυάγια αεροπλάνων, μια ντουζίνα κάρβουνα που γλίστρησαν πάνω σε μια φορτηγίδα και εκατοντάδες βάρκες. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, οι δύτες ανακάλυψαν πολλά από αυτά, με γνώμονα τα δεδομένα σόναρ της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας.

Βαθιά, σκοτεινή θάλασσα

Όπως η Βαλτική, η λίμνη Ουάσιγκτον είναι σκοτεινή και ψυχρή. Είναι επίσης γεμάτο ιζήματα. Ανακατέψτε τη λάσπη στο κάτω μέρος, και μπορείτε επίσης να βγείτε στην επιφάνεια για την ημέρα. Οι φωτογραφίες σας θα δείχνουν απλώς θολό νερό, πρασινωπό κίτρινο από το φως.

Οι συνθήκες στη λίμνη Crescent, περίπου 100 μίλια βορειοδυτικά του Σιάτλ, είναι πολύ διαφορετικές από τη λίμνη Ουάσιγκτον. Χάρη στο καθαρό νερό και το φως του περιβάλλοντος, η Kathryn Arant, μια άλλη δύτης GUE, κατάφερε να τραβήξει γρήγορα τις 200 περίπου εικόνες που απαιτούνται για τη φωτογραμμετρία ενός Chevrolet του 1927 ξαπλωμένο στο πλάι σε 170 πόδια νερό.

Το αυτοκίνητο βρέθηκε για πρώτη φορά το 2002, λύνοντας το μυστήριο του τι συνέβη σε ένα νεαρό ζευγάρι, τον Russell και την Blanch Warren, που χάθηκαν το 1929. Λόγω των στριφογυριστών, μη ασφαλτοστρωμένων δρόμων γύρω από τη λίμνη Crescent, θεωρήθηκε ότι το αυτοκίνητό τους μπήκε στο νερό. Με τις εικόνες του Arant και το λογισμικό Agisoft Photoscan, το αποτέλεσμα είναι ένα μοντέλο που δείχνει το αυτοκίνητο της Warren μέχρι το ταχύμετρο και τα ελαστικά φουσκωμένα ακόμα.

Το αυτοκίνητο ήταν μια από τις πρώτες προσπάθειες φωτογραμμετρίας του GUE Seattle. Ο Beemster Leverenz και οι συνάδελφοί του δύτες χρειάστηκαν μερικές προσπάθειες για να πάρουν τη διαδικασία. Ξεκίνησαν χρησιμοποιώντας GoPros, προστατευμένα με υποβρύχιο περίβλημα. Γρήγορα κατάλαβαν ότι χρειάζονταν καλύτερες κάμερες και περισσότερο φως. Αγόρασαν ράβδους φωτός 33.000 lumen που θα σας θαμπώσουν αν τις κοιτάξετε όταν τις ανάβετε. Παρά την έντονη φωτεινότητά τους, χρειάζονται τέσσερα για να κάνουν ακόμη και ένα βαθούλωμα στη θαμπάδα πάνω από 100 πόδια από την επιφάνεια. "Είμαστε σε θέση να μετατρέψουμε αυτό που φαίνεται να είναι πολύ κακή ορατότητα σε τόσο ορατότητα", δήλωσε ο Beemster Leverenz.

Ενωσε τις τελείες

«Μου αρέσει να λέω ότι το πιο εύκολο πράγμα που θα μπορούσατε ποτέ να τεκμηριώσετε είναι ένας θόλος που δεν έχει μικρά κομμάτια που προεξέχουν, που δεν έχουν φτερά ή έλικες για να κάνουν τα πράγματα δύσκολα», είπε ο Beemster Leverenz. Το αυτοκίνητο Warren ήταν πολύ κοντά. Τα αεροπλάνα είναι πιο δύσκολα. Οι δύτες πρέπει να εξισορροπούν τη λήψη όλων των λεπτομερειών με το να μην κατακλύζουν το λογισμικό. «Είναι σημαντικό να είσαι λιτός όπου μπορείς με τις φωτογραφίες», είπε.

Για ένα ναυάγιο αεροπλάνου, ένα PBM Mariner, η ομάδα GUE τράβηξε περίπου 5.500 φωτογραφίες. Υπάρχει μόνο ένα από αυτά τα αεροπλάνα άθικτο -πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, ούτως ή άλλως-- στο Pima Air and Space Museum στην Αριζόνα. Το ιπτάμενο σκάφος ήταν δύσκολο να μεταφερθεί στην ξηρά, έτσι τα περισσότερα διαλύθηκαν. Ενας βυθίστηκε στη λίμνη Ουάσιγκτον το 1949. Οι δύτες του Πολεμικού Ναυτικού προσπάθησαν να βγάλουν στην επιφάνεια το αεροπλάνο τη δεκαετία του 1990, αλλά κατάφεραν μόνο να σπάσουν την ουρά. Η πλειοψηφία είναι ακόμα περίπου 70 πόδια κάτω από το νερό.

Βρίσκεται επίσης ουσιαστικά στο μουσείο Pima, χάρη στις προσπάθειες φωτογραμμετρίας της GUE. Μαζί με την Δρ Μέγκαν Λίκλιτερ-Μούντον, αρχαιολόγους της υποβρύχιας αεροπορίας, δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο του σπάνιου αεροπλάνου, που κάθεται δίπλα στην ανακτημένη ουρά.

Η αναδημιουργία ναυαγίων όπως το PBM Mariner και ένα άλλο βυθισμένο αεροπλάνο, το PB4Y-2, απαιτεί πολλές φωτογραφίες, οι οποίες με τη σειρά τους απαιτούν μεγάλη επεξεργαστική ισχύ. Πρώτα, το λογισμικό αναλύει τις φωτογραφίες και αρχίζει να τις ευθυγραμμίζει. Αναγνωρίζει ορισμένα αντικείμενα, ένα πηδάλιο, ένα πτερύγιο, και αρχίζει να τα χαρτογραφεί, χρησιμοποιώντας φωτογραφίες του ίδιου αντικειμένου που τραβήχτηκαν σε διαφορετικές γωνίες. Αυτό ονομάζεται νέφος σημείων, το οποίο το Beemster Leverenz συγκρίνει για να συνδέσει τις κουκκίδες. Το σχήμα είναι εκεί. απλά δεν συμπληρώνεται.

Στη συνέχεια, ο υπολογιστής συνδέει αυτές τις κουκκίδες σε ένα πλέγμα. «Το πλέγμα δεν έχει στην πραγματικότητα το χρώμα του», είπε. «Είναι πραγματικά παρόμοιο με το να συνδυάζεις ένα πλαστικό μοντέλο πριν το βάψεις». Το λευκό πλέγμα μοιάζει με αεροπλάνο, αλλά δεν έχει τις λεπτομέρειες και τον ορισμό που απαιτούνται για να διακρίνει ορισμένα εξαρτήματα. Το τρίτο βήμα είναι να τοποθετήσετε τις λεπτομέρειες από τις φωτογραφίες πάνω από το πλέγμα, το είδος της διαδικασίας "χρώμα σε".

Για το τελευταίο έργο της GUE, το PB4Y-2, η Beemster Leverenz μπόρεσε να στρατολογήσει έναν μη δύτη για να βοηθήσει. Ο Πάτρικ Γκούντγουιν εργάζεται για Ζάρια, που κάνει τη σειρά βιντεοπαιχνιδιών Battlefield. Αυτός και ο Beemster Leverenz έχουν έναν κοινό φίλο και έτυχε να αρχίσουν να συζητούν για τη φωτογραμμετρία μέσω φωνητικής συνομιλίας ενώ έπαιζαν μαζί ένα βιντεοπαιχνίδι. Ζάρια χρησιμοποιεί φωτογραμμετρία για να φέρετε ρεαλιστικά αντικείμενα και μέρη του πραγματικού κόσμου - όπως οι Άλπεις - σε παιχνίδια. Η Goodwin βελτιστοποιεί τα μοντέλα για να τα κάνει εύχρηστα. Εάν είναι υπερβολικά λεπτομερείς, θα είναι πολύ υπερφορτωμένα με δεδομένα για να περιστρέφονται και θα σας επιτρέψουν να δείτε το ναυάγιο από κάθε γωνία. Τα πριτσίνια του αεροπλάνου, για παράδειγμα, δεν χρειάζεται να ενσωματωθούν στο μοντέλο όταν μπορούν να προβληθούν στην κορυφή. Είναι σαν τη διαφορά ανάμεσα στο βάψιμο μεμονωμένων λωρίδων ή στο χτύπημα σε ένα αυτοκόλλητο.

Επιπλέον, ο Goodwin βοηθά στην απόδοση μέρους του περιβάλλοντος γύρω από το ναυάγιο. «Αν θέλετε να φτιάξετε ένα μοντέλο ενός κενού λευκού δωματίου, δεν μπορείτε να το κάνετε», είπε ο Beemster Leverenz. Το λογισμικό χρειάζεται αντίθεση για να δημιουργήσει το μοντέλο. Το ίδιο το αεροπλάνο το έχει αυτό, αλλά το έδαφος στο οποίο στηρίζεται δεν το έχει. «Είναι απλώς ένα επίπεδο πρασινωπό, κιτρινωπό τίποτα», είπε. Αλλά είναι απαραίτητο να δοθεί το πλαίσιο. Χωρίς αυτό, «καταλήγεις με ένα μοντέλο αεροπλάνου που δεν μοιάζει να έχει συντριβεί σε τίποτα», πρόσθεσε. Μερικές φορές η αντίθεση προέρχεται από απροσδόκητα μέρη - μια τσαλακωμένη τσάντα Target ή ένα κόκκινο κύπελλο σόλο. Αυτά τα κύπελλα πάρτι είναι πανταχού παρόντα, εμφανίζονται ως κηλίδες κόκκινου σε ορισμένα από τα μοντέλα φωτογραμμετρίας της GUE.

Αν και όλοι επέζησαν τόσο από τις βυθίσεις PB4Y-2 όσο και από τις βυθίσεις PBM Mariner, το γεγονός ότι τα ανθρωπογενή αντικείμενα σκουπίζουν αυτά τα υδάτινα δάπεδα είναι απογοητευτικό - ακόμα κι αν ανακτώνται από τη θαλάσσια ζωή. Υπάρχουν τρόποι να χρησιμοποιήσετε τη φωτογραμμετρία για να βοηθήσετε και τη φύση, είπε ο Beemster Leverenz. ο Κέντρο Θαλάσσιας και Επιστημονικής Τεχνολογίας στο Des Moines της Ουάσιγκτον σκέφτηκε να δημιουργήσει ένα τεχνητός ύφαλος στο Puget Sound — για να αντικαταστήσετε τα υδαρή VW Beetles και άλλα υποκατάστατα θαλάσσια περιβάλλοντα. Η φωτογραμμετρία θα μπορούσε να είναι ένας μη καταστροφικός τρόπος μέτρησης του ανάπτυξη του υφάλου στο περασμα του χρονου. Ας ελπίσουμε ότι θα μείνει απαλλαγμένο από σόλο κύπελλα.

Συστάσεις των συντακτών

• Πώς η ώρα της ημέρας επηρεάζει τη μαθησιακή ικανότητα και πώς να τη χρησιμοποιήσετε προς όφελός σας
• Πώς ένα μάθημα από τα λουλούδια λωτού θα μπορούσε να μας δώσει αυτοκαθαριζόμενους ηλιακούς συλλέκτες
• Photography News: Τα τελευταία νέα της Olloclip φέρνουν τους μπροστινούς και πίσω φακούς στα νέα iPhone