Pomoću fotogrametrije ronioci snimaju olupine broda ispod voda Seattlea

fotogrametrija podvodne olupine globalni podvodni istraživači
Kees Beemster Leverenz

Seattle je prevlaka.

Sadržaj

  • Mars napadnut
  • Duboko, tamno more
  • Spoji točke

Na istočnoj strani grada nalazi se slatkovodno jezero Washington, dok ćete na zapadu pronaći slane vode Puget Sounda. Nastalo kada je ledenjak prije nekoliko tisuća godina krenuo preko kopna, jezero Washington dom je algi, zooplankton, i još Zagađen PCB-om riba. Zahvaljujući pristupu oceanu, Sound povremeno posjećuju orke.

Međutim, na dnu ove dvije vodene površine krajolik se počinje mijenjati. Ronioci su pronašli mačeve, boce tekile, vreće smeća i staro prijenosna računala. Tu su i povijesno značajniji objekti, poput aviona i brodoloma.

Povezano

  • Neuro-simbolički A.I. je budućnost umjetne inteligencije. Evo kako to radi
  • Ex astris, scientia: logo Zvjezdanih staza uočen na površini Marsa
fotogrametrija podvodne olupine globalni podvodni istraživači
fotogrametrija podvodne olupine globalni podvodni istraživači
fotogrametrija podvodne olupine globalni podvodni istraživači
fotogrametrija podvodne olupine globalni podvodni istraživači
Ronioci iz organizacije Global Underwater Explorers istražuju potopljene brodove i zrakoplove.Kees Beemster Leverenz

Čak i za one s opremom i obukom zaroniti preko 100 stopa u hladnoj vodi, shvaćanje kako ove olupine stvarno izgledaju može biti izazov. "Vidljivost je prilično loša, tako da ne možemo vidjeti daleko", rekao je Kees Beemster Leverenz za Digital Trends. "I povrh svega, nema gotovo nikakvog svjetla koje prodire dolje nakon prvih nekoliko desetaka stopa, možda 70 stopa ili tako nešto.” Beemster Leverenz je Microsoftov programer softvera danju, ronilac noću i na mnogima vikendima. On je dio

Globalni podvodni istraživači (GUE), neprofitna organizacija koja educira ronioce i pomaže u očuvanju vodenog okoliša. Koristeći se fotogrametrijom, nada se izvući neke od ovih potopljenih brodova na površinu u obliku 3D modela.

Mars napadnut

Godine 2011. tim koji je uključivao i neke GUE ronioce nalazi se Mars u Baltičkom moru. Potopljen tijekom bitke 1564., švedski ratni brod mogao je primiti čak 900 mornara. Ogroman je i, zahvaljujući tamnim, hladnim nordijskim vodama, prilično dobro očuvan. Ne postoji način da se izvuče 200 stopa dugačak brod s tri jarbola, ali istraživači su bili uzbuđeni saznati više o slavnoj olupini. Umjesto da pošalju hrpu znanstvenika 250 stopa niže, osmislili su način da ožive brod fotogrametrijom.

GUE treba četiri svjetlosne trake od 33 000 lumena da čak napravi udubljenje u polumraku 100+ stopa od površine.

Uzimanjem laserskih skeniranja i tisućama fotografija dasaka, topova, jarbola i tako dalje, profesor Johan Rönnby sa Sveučilišta Södertörn i njegov tim uspjeli su snimiti brod iz svakog kuta. Zatim softver spaja fotografije kako bi napravio 3D model koji istraživači mogu vrtjeti i zumirati na, dajući im mogućnost da vide detalje, ali i da steknu dojam kako je brod izgledao kad je bio cijeli.

Kad je Beemster Leverenz čuo za projekt Mars, odlučio je upotrijebiti neke od tehnika na olupinama u području Seattlea. Bilo je mnogo toga za izabrati. Samo u jezeru Washington ima ih najmanje sedam olupina aviona, desetak vagona s ugljenom koji su skliznuli preko teglenice i stotine brodova. Tijekom desetljeća ronioci su otkrili mnoge od njih, vođeni podacima sonara Nacionalne uprave za oceane i atmosferu.

Duboko, tamno more

Poput Baltika, jezero Washington je tamno i prohladno. Također je puna taloga. Promućkajte blato na dnu i mogli biste isplivati ​​na površinu. Vaše će fotografije samo prikazivati ​​mutnu vodu, zelenkasto žutu na svjetlu.

Uvjeti u jezeru Crescent, oko 100 milja sjeverozapadno od Seattlea, vrlo su različiti od jezera Washington. Zahvaljujući čistoj vodi i ambijentalnom svjetlu, Kathryn Arant, još jedna GUE ronilica, uspjela je brzo snimiti oko 200 slika potrebnih za fotogrametriju Chevrolet iz 1927 ležeći na boku u 170 stopa vode.

[iframe-embed url=” https://sketchfab.com/models/805e79f2ab444e0a8574e3d384e217e0/embed? autostart=1&autospin=0.1″ size=”xlarge” height=”500px”]
3D model Warrenovog automobila u washingtonskom Lake Crescentu daje gledateljima pogled na nedavno riješenu misteriju.Kees Beemster Leverenz

Automobil je prvi put pronađen 2002. godine, čime je riješena misterija onoga što se dogodilo mladom paru, Russellu i Blanch Warren, koji su nestali 1929. godine. Zbog zavojitih, neasfaltiranih cesta oko jezera Crescent, pretpostavljalo se da je njihov automobil upao u vodu. Uz Arantove slike i softver Agisoft Photoscan, rezultat je model koji prikazuje Warrenov automobil sve do brzinomjera i još uvijek napumpanih guma.

Automobil je bio jedan od prvih pokušaja GUE Seattlea u fotogrametriji. Beemsteru Leverenzu i njegovim kolegama roniocima trebalo je nekoliko pokušaja da uhvate snagu procesa. Počeli su koristiti GoPro, zaštićen podvodnim kućištem. Brzo su shvatili da trebaju bolje kamere i više svjetla. Kupili su svjetlosne trake od 33.000 lumena koje će vas zaslijepiti ako pogledate u njih kada ih palite. Unatoč njihovoj intenzivnoj svjetlini, potrebna su im četiri da čak i naprave udubljenje u polumraku više od 30 stopa od površine. "Možemo pretvoriti ono što se čini kao stvarno loša vidljivost u tako-tako vidljivost", rekao je Beemster Leverenz.

Spoji točke

"Volim reći da je najlakša stvar koju možete dokumentirati kupola koja nema nikakve mali komadići koji strše, koji nemaju krila ili propelere da otežavaju stvari,” rekao je Beemster Leverenz. Warrenov auto bio je prilično blizu. Avioni su teži. Ronioci moraju pronaći ravnotežu između dobivanja svih detalja i ne preopterećenja softvera. “Važno je biti štedljiv kad god možete s fotografijama”, rekao je.

Podvodna fotogrametrija PBM Mariner otkriva globalne podvodne istraživače
Podvodna fotogrametrija PBM Mariner otkriva globalne podvodne istraživače
Podvodna fotogrametrija PBM Mariner otkriva globalne podvodne istraživače
Podvodna fotogrametrija PBM Mariner otkriva globalne podvodne istraživače
Globalni podvodni istraživači fotografiraju potopljeni Martin PMB Mariner, patrolni bombarder iz Drugog svjetskog rata.Kathryn Arant

Za jednu olupinu aviona, PBM Mariner, ekipa GUE snimila je oko 5500 fotografija. Samo je jedan od ovih aviona ostao netaknut - iznad razine mora, u svakom slučaju - u Pima Air and Space Museumu u Arizoni. Leteći čamac bilo je teško transportirati kopnom, pa je većina rashodovana. Jedan potonuo u jezeru Washington 1949. godine. Mornarički ronioci pokušali su izroniti avion 1990-ih, ali su uspjeli samo odlomiti rep. Većina je još uvijek oko 70 stopa pod vodom.

Također je virtualno u muzeju Pima, zahvaljujući fotogrametrijskim naporima GUE-a. Zajedno s dr. Megan Lickliter-Mundon, arheologinjom podvodnog zrakoplovstva, stvorili su 3D model rijetkog aviona, koji se nalazi uz pronađeni rep.

Te su šalice za zabave sveprisutne, pojavljuju se kao mrlje crvene boje u nekim GUE-ovim modelima fotogrametrije.

Rekreiranje olupina kao što su PBM Mariner i još jedan potopljeni avion, PB4Y-2, zahtijeva puno fotografija, što zauzvrat zahtijeva puno procesorske snage. Prvo, softver analizira fotografije i počinje ih redati. Prepoznaje određene objekte, kormilo, zakrilce, i počinje ih mapirati koristeći fotografije istog objekta snimljene pod različitim kutovima. To se zove oblak točaka, koji Beemster Leverenz uspoređuje s povezivanjem točaka. Oblik je tu; samo nije popunjeno.

Zatim računalo povezuje te točke u mrežu. "Mreža zapravo nema boju", rekao je. "Stvarno je slično sastavljanju plastičnog modela prije nego što ste ga obojali." Bijela mreža izgleda poput aviona, ali nema pojedinosti i definicije potrebne za razlikovanje određenih dijelovi. Treći korak je nanošenje slojeva detalja s fotografija na vrh mrežice, nešto poput postupka "color in".

Za GUE-ov najnoviji projekt, PB4Y-2, Beemster Leverenz uspio je zaposliti neronioca da pomogne. Patrick Goodwin radi za Kocke, koja čini seriju videoigara Battlefield. On i Beemster Leverenz imaju zajedničkog prijatelja i slučajno su počeli razgovarati o fotogrametriji putem glasovnog chata dok su zajedno igrali video igricu. Kocke koristi fotogrametriju kako bi realistično unijeli objekte i mjesta iz stvarnog svijeta - poput Alpa - u igre. Goodwin optimizira modele kako bi ih učinio spretnima. Ako su pretjerano detaljni, bit će preopterećeni podacima da bi se vrtjeli i omogućili vam da vidite olupinu iz svakog kuta. Zakovice aviona, na primjer, ne moraju biti ugrađene u model kada se umjesto toga mogu projicirati na vrh. To je kao razlika između slikanja pojedinačnih pruga ili udaranja po naljepnici.

Prikaz potopljenog patrolnog bombardera iz Drugog svjetskog rata, Consolidated PB4Y-2 Privateer.
Korištenje fotogrametrije, tehnike za izdvajanje 3D informacija iz fotografija, Beemster Leverns i Dice programer Patrick Goodwin uspio je generirati visokokvalitetni 3D model potopljenog Consolidated PB4Y-2 Gusar.Kees Beemster Leverenz i Patrick Goodwin

Osim toga, Goodwin pomaže renderirati dio okoliša oko olupine. "Ako želite napraviti model prazne bijele sobe, ne možete to učiniti", rekao je Beemster Leverenz. Softver treba kontrast za izradu modela. Sam avion to ima, ali tlo na koje se oslanja nema. "To je samo neka vrsta ravnog zelenkastog, žućkastog ništavila", rekao je. Ali potrebno je dati kontekst. Bez toga, "završit ćete s modelom zrakoplova koji ne izgleda kao da se stvarno sudario s bilo čim", dodao je. Ponekad kontrast dolazi s neočekivanih mjesta — izgužvane Target torbe ili crvene solo šalice. Te su šalice za zabave sveprisutne, pojavljuju se kao mrlje crvene boje u nekim GUE-ovim modelima fotogrametrije.

Iako su svi preživjeli i potonuće PB4Y-2 i PBM Marinera, činjenica da objekti koje je napravio čovjek zasipaju ova vodena dna je deprimirajuća - čak i ako ih vraćaju morski životi. Postoje načini da se fotogrametrijom može pomoći i prirodi, rekao je Beemster Leverenz. The Centar za pomorsku i znanstvenu tehnologiju u Des Moinesu, Washington je razmatrao stvaranje umjetni greben u Puget Soundu — za zamjenu natopljenih VW Buba i drugih zamjenskih morskih okruženja. Fotogrametrija bi mogla biti nedestruktivan način mjerenja rast grebena tijekom vremena. Nadamo se da će ostati bez solo šalica.

Preporuke urednika

  • Kako doba dana utječe na sposobnost učenja i kako to iskoristiti u svoju korist
  • Kako bi nam lekcija naučena iz lotosovih cvjetova mogla dati solarne ploče koje se same čiste
  • Vijesti o fotografiji: najnoviji Olloclip donosi prednje i stražnje leće na nove iPhone uređaje