Izmantojot fotogrammetriju, ūdenslīdēji fiksē kuģu vrakus zem Sietlas ūdeņiem

fotogrammetrija zemūdens vraki globālos zemūdens pētniekus
Kīss Bīmsters Leverencs

Sietla ir šaurums.

Saturs

  • Marss uzbruka
  • Dziļa, tumša jūra
  • Savienojiet punktus

Pilsētas austrumu pusē atrodas Vašingtonas saldūdens ezers, savukārt rietumos atrodas Puget Sound sāļie ūdeņi. Vašingtonas ezers radās, kad ledājs šķērsoja zemi pirms tūkstošiem gadu, un tajā mīt aļģes. zooplanktons, un daži PCB piesārņots zivis. Pateicoties tā piekļuvei okeānam, Sound laiku pa laikam apmeklē orcas.

Tomēr šo divu ūdenstilpņu apakšā ainava sāk mainīties. Ūdenslīdēji atraduši zobenus, tekilas pudeles, atkritumu maisus un vecus portatīvie datori. Ir arī vēsturiski nozīmīgāki objekti, piemēram, lidmašīnas un kuģu vraki.

Saistīts

  • Neirosimboliskais A.I. ir mākslīgā intelekta nākotne. Lūk, kā tas darbojas
  • Ex astris, scientia: Star Trek logotips pamanīts uz Marsa virsmas
fotogrammetrija zemūdens vraki globālos zemūdens pētniekus
fotogrammetrija zemūdens vraki globālos zemūdens pētniekus
fotogrammetrija zemūdens vraki globālos zemūdens pētniekus
fotogrammetrija zemūdens vraki globālos zemūdens pētniekus
Pasaules zemūdens pētnieku nirēji, kas izmeklē nogrimušos kuģus un lidmašīnas.Kīss Bīmsters Leverencs

Pat tiem, kam ir aprīkojums un apmācība nirt virs 100 pēdām vēsā ūdenī var būt izaicinājums saprast, kā šie vraki īsti izskatās. "Redzamība ir diezgan slikta, tāpēc mēs nevaram redzēt ļoti tālu," Kīss Bīmsters Leverencs pastāstīja Digital Trends. "Un papildus tam nav gandrīz nekādas gaismas, kas iekļūtu zemāk par pirmajām pāris desmitiem pēdu, varbūt 70 pēdas vai vairāk. Beemster Leverenz ir Microsoft programmatūras izstrādātājs dienā, ūdenslīdējs naktī un daudzās citās nedēļas nogales. Viņš ir daļa no

Globālie zemūdens pētnieki (GUE), bezpeļņas organizācija, kas izglīto nirējus un palīdz saglabāt ūdens vidi. Izmantojot fotogrammetriju, viņš cer dažus no šiem nogrimušajiem kuģiem izcelt uz virsmas 3D modeļu veidā.

Marss uzbruka

2011. gadā komanda, kurā bija daži GUE ūdenslīdēji atrodas Marss Baltijas jūrā. 1564. gadā kaujas laikā nogrimušais zviedru karakuģis varēja uzņemt pat 900 jūrniekus. Tas ir masīvs un, pateicoties tumšajiem, aukstajiem Ziemeļvalstu ūdeņiem, diezgan labi saglabājies. Nav iespējams atgūt 200 pēdu garo trīsmastu kuģi, taču pētnieki bija satraukti uzzināt vairāk par slaveno vraku. Tā vietā, lai nosūtītu zinātnieku baru 250 pēdas zemāk, viņi izdomāja veidu, kā atdzīvināt kuģi ar fotogrammetriju.

GUE nepieciešami četri 33 000 lūmenu gaismas stieņi, lai pat radītu iespiedumu blāvumā 100+ pēdu attālumā no virsmas.

Uzņemot lāzera skenēšanu un tūkstošiem fotoattēlu no dēļu, lielgabalu, mastu un tā tālāk, profesors Johans Rennbijs no Sēderternas universitātes un viņa komanda spēja iemūžināt kuģi no jebkura leņķa. Pēc tam programmatūra apvieno fotoattēlus, lai izveidotu 3D modeli, ko pētnieki var pagriezt un tuvināt ieslēdzot, sniedzot viņiem iespēju redzēt detaļas, bet arī iegūt priekšstatu par to, kā kuģis izskatījās, kad tas bija vesels.

Kad Bīmsters Leverencs uzzināja par Marsa projektu, viņš nolēma izmantot dažus paņēmienus Sietlas apgabala vrakiem. Bija no kā izvēlēties. Vašingtonas ezerā vien tādi ir septiņi lidmašīnas vraki, ducis ogļu vagonu, kas slīdēja pāri baržas bortam, un simtiem laivu. Gadu desmitiem nirēji ir atklājuši daudzas no tām, vadoties pēc Nacionālās okeāna un atmosfēras administrācijas hidrolokatoru datiem.

Dziļa, tumša jūra

Tāpat kā Baltija, Vašingtonas ezers ir tumšs un vēss. Tas ir arī pilns ar nogulsnēm. Samaisiet dibenā esošo netīrumu, un jūs tikpat labi varat nokļūt dienā. Jūsu fotoattēlos būs redzams tikai duļķains ūdens, ko gaisma iekrāso zaļgani dzeltenā krāsā.

Apstākļi Crescent ezerā, aptuveni 100 jūdzes uz ziemeļrietumiem no Sietlas, ļoti atšķiras no Vašingtonas ezera. Pateicoties dzidrajam ūdenim un apkārtējai gaismai, Ketrina Ārant, vēl viena GUE ūdenslīdēja, spēja ātri uzņemt aptuveni 200 attēlus, kas nepieciešami fotogrammetrijai. 1927. gada Chevrolet guļ uz sāniem 170 pēdu dziļumā ūdenī.

[iframe-embed url=" https://sketchfab.com/models/805e79f2ab444e0a8574e3d384e217e0/embed? autostart=1&autospin=0.1″ size=”xlarge” height=”500px”]
Warren automašīnas 3D modelis Vašingtonas Lake Crescent sniedz skatītājiem ieskatu nesen atrisinātā noslēpumā.Kīss Bīmsters Leverencs

Automašīna pirmo reizi tika atrasta 2002. gadā, atrisinot noslēpumu par to, kas notika ar jaunu pāri Raselu un Blanču Voreniem, kuri pazuda 1929. gadā. Tā kā ap Crescent ezeru bija līkumotie, neklātie ceļi, tika pieņemts, ka viņu automašīna iekrita ūdenī. Izmantojot Aranta attēlus un Agisoft Photoscan programmatūru, rezultāts ir modelis, kas parāda Vorena automašīnu līdz spidometram un joprojām piepumpētām riepām.

Automašīna bija viens no GUE Seattle pirmajiem fotogrammetrijas mēģinājumiem. Bīmsteram Leverencam un viņa nirējiem bija vajadzīgi daži mēģinājumi, lai saprastu procesu. Viņi sāka izmantot GoPros, kas aizsargāti ar zemūdens korpusu. Ātri viņi saprata, ka viņiem tas ir vajadzīgs labākas kameras un vairāk gaismas. Viņi iegādājās 33 000 lūmenu gaismas stieņus, kas jūs apžilbinās, ja ieslēdzat tos. Neskatoties uz to intensīvo spilgtumu, tiem ir nepieciešami četri, lai pat radītu iespiedumu blāvumā vairāk nekā 100 pēdu attālumā no virsmas. "Mēs varam pārvērst to, kas šķiet ļoti slikts, par tik ļoti redzamu," sacīja Bīmsters Leverencs.

Savienojiet punktus

"Man patīk teikt, ka vienkāršākais, ko jūs jebkad varat dokumentēt, ir kupols, kuram tāda nav sīkumi, kas izceļas uz āru, kuriem nav spārnu vai dzenskrūves, kas sarežģītu lietas,” sacīja Bīmsters Leverenca. Vorena automašīna bija diezgan tuvu. Lidmašīnas ir grūtākas. Ūdenslīdējiem ir jāsabalansē visu detaļu iegūšana un programmatūras nepārslogošana. "Ir svarīgi būt taupīgam ar fotogrāfijām," viņš teica.

PBM Mariner zemūdens fotogrammetrija sagrauj pasaules zemūdens pētniekus
PBM Mariner zemūdens fotogrammetrija sagrauj pasaules zemūdens pētniekus
PBM Mariner zemūdens fotogrammetrija sagrauj pasaules zemūdens pētniekus
PBM Mariner zemūdens fotogrammetrija sagrauj pasaules zemūdens pētniekus
Globālie zemūdens pētnieki fotografē nogrimušo Martin PMB Mariner, Otrā pasaules kara laika patruļbumbvedēju.Katrīna Āranta

Par vienu lidmašīnas avāriju, PBM jūrnieks, GUE komanda uzņēma aptuveni 5500 fotoattēlu. Tikai viena no šīm lidmašīnām ir palikusi neskarta - jebkurā gadījumā virs jūras līmeņa - Pima gaisa un kosmosa muzejā Arizonā. Lidojošo laivu bija grūti transportēt uz sauszemes, tāpēc lielākā daļa tika nodota metāllūžņos. Viens nogrima Vašingtonas ezerā 1949. gadā. Jūras spēku ūdenslīdēji mēģināja pacelt lidmašīnu 90. gados, taču viņiem izdevās tikai nolauzt asti. Lielākā daļa joprojām atrodas aptuveni 70 pēdu zem ūdens.

Pateicoties GUE fotogrammetrijas centieniem, tas ir arī praktiski Pima muzejā. Kopā ar doktori Meganu Likliteru-Mundonu, zemūdens aviācijas arheologu, viņi izveidoja 3D modelis no retās plaknes, kas atrodas blakus atgūtajai astei.

Šīs ballīšu krūzes ir visuresošas, un dažos GUE fotogrammetrijas modeļos tās parādās kā sarkani plankumi.

Lai atjaunotu vraku, piemēram, PBM Mariner un citu nogrimušo lidmašīnu PB4Y-2, ir nepieciešams daudz fotoattēlu, kas savukārt paņem daudz apstrādes jaudas. Pirmkārt, programmatūra analizē fotoattēlus un sāk tos sakārtot. Tas atpazīst noteiktus objektus, stūri, spārnu atloku un sāk tos kartēt, izmantojot viena un tā paša objekta fotoattēlus, kas uzņemti dažādos leņķos. To sauc par punktu mākoni, ko Bīmsters Leverenzs salīdzina, lai savienotu punktus. Forma ir tur; tas vienkārši nav aizpildīts.

Pēc tam dators savieno šos punktus tīklā. "Tīklam patiesībā nav krāsas," viņš teica. "Tas patiešām ir līdzīgs plastmasas modeļa salikšanai pirms tā krāsošanas." Baltais siets izskatās pēc lidmašīnas, taču tai nav detaļu un definīcijas, kas nepieciešamas, lai atšķirtu noteiktus daļas. Trešais solis ir fotoattēlu detaļu uzslāņošanās uz sieta, kas ir sava veida “krāsains” process.

GUE jaunākajam projektam PB4Y-2 Beemster Leverenz spēja savervēt palīgā cilvēku, kas nav ūdenslīdējs. Patriks Gudvins strādā Kauliņi, kas veido Battlefield videospēļu sēriju. Viņam un Bīmsteram Leverencam ir kopīgs draugs, un viņi sāka apspriest fotogrammetriju, izmantojot balss tērzēšanu, kopā spēlējot videospēli. Kauliņi izmanto fotogrammetriju lai reālistiski iekļautu spēlēs reālus objektus un vietas, piemēram, Alpus. Goodwin optimizē modeļus, lai padarītu tos spēcīgos. Ja tie ir pārāk detalizēti, tie būs pārāk pārslogoti ar datiem, lai tie grieztos un ļaus jums redzēt vraku no jebkura leņķa. Piemēram, lidmašīnas kniedes nav jāiebūvē modelī, ja tās var projicēt uz augšu. Tā ir kā atšķirība starp atsevišķu svītru krāsošanu vai uzspiešanu uz uzlīmes.

Nogrimušā Otrā pasaules kara laika patruļbumbvedēja, Consolidated PB4Y-2 Privateer, render.
Izmantojot fotogrammetriju, paņēmienu 3D informācijas iegūšanai no fotogrāfijām, Beemster Leverns un Dice izstrādātājs Patriks Gudvins spēja ģenerēt augstas kvalitātes 3D modeli nogrimušam Consolidated PB4Y-2 Privāts.Kīss Bīmsters Leverencs un Patriks Gudvins

Turklāt Goodwin palīdz atveidot daļu vides ap vraku. "Ja vēlaties izveidot tukšas baltas telpas modeli, jūs to nevarat izdarīt," sacīja Bīmsters Leverencs. Programmatūrai ir nepieciešams kontrasts, lai izveidotu modeli. Pašai lidmašīnai tas ir, bet zemei, uz kuras tā balstās, nav. "Tā ir tāda plakana zaļgana, dzeltenīga nebūtība," viņš teica. Bet ir nepieciešams nodrošināt kontekstu. Bez tā "jūs iegūsit lidmašīnas modeli, kas neizskatās tā, it kā tā būtu kaut kam ietriekusies," viņš piebilda. Dažreiz kontrasts rodas no neparedzētām vietām - saburzītas Target somas vai sarkanas solo krūzes. Šīs ballīšu krūzes ir visuresošas, un dažos GUE fotogrammetrijas modeļos tās parādās kā sarkani plankumi.

Lai gan visi izdzīvoja gan PB4Y-2, gan PBM Mariner nogrimšanas laikā, fakts, ka cilvēka radīti objekti piegružo šīs ūdens grīdas, ir nomācoši — pat ja jūras dzīvnieki tos atgūst. Ir veidi, kā izmantot fotogrammetriju, lai palīdzētu arī dabai, sacīja Bīmsters Leverencs. The Jūras un zinātnes tehnoloģiju centrs Vašingtonas štatā Demoinā ir apsvērusi iespēju izveidot mākslīgais rifs Puget Sound — lai aizstātu ar ūdeni piesātināto VW Beetles un citu jūras vides aizstājēju. Fotogrammetrija varētu būt nesagraujošs veids, kā izmērīt rifa augšana laika gaitā. Cerams, ka tas paliks bez solo kausiem.

Redaktoru ieteikumi

  • Kā diennakts laiks ietekmē mācīšanās spējas un kā to izmantot savā labā
  • Kā mācība, kas gūta no lotosa ziediem, var dot mums pašattīrošus saules paneļus
  • Fotogrāfijas jaunumi: Olloclip jaunākie priekšējie un aizmugurējie objektīvi piedāvā jaunos iPhone tālruņus