Korzystając z fotogrametrii, nurkowie rejestrują wraki statków pod wodami Seattle

podwodna fotogrametria niszczy światowych podwodnych odkrywców
Keesa Beemstera Leverenza

Seattle to przesmyk.

Zawartość

  • Mars zaatakował
  • Głębokie, ciemne morze
  • Połącz kropki

Po wschodniej stronie miasta leży słodkowodne Jezioro Waszyngton, a po zachodniej stronie znajdują się słone wody Puget Sound. Jezioro Waszyngton, utworzone tysiące lat temu przez ląd przez lodowiec, jest domem dla glonów, zooplankton, a niektóre Zanieczyszczony PCB ryba. Dzięki dostępowi do oceanu Sund jest okazjonalnie odwiedzany orki.

Jednak na dnie tych dwóch zbiorników krajobraz zaczyna się zmieniać. Nurkowie znaleźli miecze, butelki tequili, worki ze śmieciami i stare przedmioty laptopy. Są też obiekty o większym znaczeniu historycznym, takie jak samoloty i wraki statków.

Powiązany

  • Neuro-symboliczna sztuczna inteligencja to przyszłość sztucznej inteligencji. Oto jak to działa
  • Ex astris, scientia: logo Star Trek dostrzeżone na powierzchni Marsa
podwodna fotogrametria niszczy światowych podwodnych odkrywców
podwodna fotogrametria niszczy światowych podwodnych odkrywców
podwodna fotogrametria niszczy światowych podwodnych odkrywców
podwodna fotogrametria niszczy światowych podwodnych odkrywców
Nurkowie z Global Underwater Explorers badający zatopione statki i samoloty.Keesa Beemstera Leverenza

Nawet dla tych, którzy mają sprzęt i przeszkolenie

zanurkować na głębokość ponad 100 stóp w lodowatej wodzie zrozumienie, jak naprawdę wyglądają te wraki, może być wyzwaniem. „Widoczność jest dość słaba, więc nie jesteśmy w stanie widzieć zbyt daleko” – Kees Beemster Leverenz powiedział Digital Trends. „A poza tym prawie nie ma światła, które przenika przez pierwsze kilkadziesiąt stóp, może jakieś 70 stóp. Beemster Leverenz za dnia jest programistą firmy Microsoft, w nocy nurkiem i na wielu innych stanowiskach weekendy. Jest częścią Globalni podwodni badacze (GUE), organizacji non-profit, która kształci nurków i pomaga chronić środowisko wodne. Ma nadzieję, że dzięki fotogrametrii wydobędzie na powierzchnię niektóre z zatopionych statków w formie modeli 3D.

Mars zaatakowany

W 2011 roku zespół w skład którego wchodziło kilku nurków GUE zlokalizował Mars na Morzu Bałtyckim. Zatopiony podczas bitwy w 1564 roku szwedzki okręt wojenny mógł pomieścić aż 900 marynarzy. Jest masywny i dzięki ciemnym, zimnym nordyckim wodom całkiem dobrze zachowany. Nie ma sposobu na odzyskanie 200-metrowego trójmasztowego statku, ale badacze byli podekscytowani możliwością dowiedzenia się więcej o słynnym wraku. Zamiast wysyłać grupę naukowców na głębokość 250 stóp, opracowano sposób ożywienia statku za pomocą fotogrametrii.

GUE potrzebuje czterech pasków świetlnych o mocy 33 000 lumenów, aby nawet wgłębić się w ciemność ponad 30 metrów nad powierzchnią.

Wykonując skany laserowe i tysiące zdjęć desek, armat, masztów itd., profesor Johan Rönnby z Uniwersytetu w Södertörn i jego zespół byli w stanie uchwycić statek pod każdym kątem. Następnie oprogramowanie łączy zdjęcia w model 3D, który badacze mogą obracać i powiększać włączone, dając im możliwość zobaczenia szczegółów, ale także poczucia, jak statek wyglądał, kiedy był cały.

Kiedy Beemster Leverenz usłyszał o projekcie marsjańskim, zdecydował się zastosować niektóre techniki na wrakach w rejonie Seattle. Było z czego wybierać. W samym Lake Washington jest ich co najmniej siedem wraków samolotów, tuzin wagonów z węglem, które wypadły za burtę barki i setki łodzi. Przez dziesięciolecia nurkowie odkryli wiele z nich, kierując się danymi sonarowymi National Oceanic and Atmospheric Administration.

Głębokie, ciemne morze

Podobnie jak Bałtyk, Jezioro Waszyngtona jest ciemne i chłodne. Jest też pełen osadów. Wymieszaj błoto na dnie i równie dobrze możesz wypłynąć na powierzchnię na cały dzień. Twoje zdjęcia będą po prostu pokazywać mętną wodę, zabarwioną na światło zielonkawo-żółto.

Warunki w Lake Crescent, około 160 km na północny zachód od Seattle, bardzo różnią się od warunków w jeziorze Washington. Dzięki czystej wodzie i oświetleniu otoczenia Kathryn Arant, kolejna nurka GUE, była w stanie szybko wykonać około 200 zdjęć potrzebnych do fotogrametrii Chevroleta z 1927 r leżąc na boku w wodzie o głębokości 50 metrów.

[iframe-embed url=” https://sketchfab.com/models/805e79f2ab444e0a8574e3d384e217e0/embed? autostart=1&autospin=0,1″ rozmiar=”xlarge” wysokość=”500px”]
Model 3D samochodu Warren w Washington Lake Crescent pozwala widzom spojrzeć na niedawno rozwiązaną zagadkę.Keesa Beemstera Leverenza

Samochód odnaleziono po raz pierwszy w 2002 roku, co rozwiązało zagadkę tego, co przydarzyło się młodemu małżeństwu Russellowi i Blanch Warrenom, które zaginęło w 1929 roku. Ze względu na kręte, nieutwardzone drogi wokół jeziora Crescent przypuszczano, że ich samochód wpadł do wody. Dzięki obrazom Aranta i oprogramowaniu Agisoft Photoscan powstał model, który pokazuje samochód Warrena aż do prędkościomierza i wciąż napompowanych opon.

Samochód był jedną z pierwszych prób fotogrametrii GUE Seattle. Kilka prób zajęło Beemsterowi Leverenzowi i jego towarzyszom nurkowania opanowanie tego procesu. Zaczynali od kamer GoPro, chronionych podwodną obudową. Szybko zdali sobie sprawę, że są potrzebni lepsze aparaty i więcej światła. Kupili listwy świetlne o mocy 33 000 lumenów, które oślepią Cię, jeśli spojrzysz na nie podczas ich włączania. Pomimo ich intensywnej jasności, potrzebują czterech, aby nawet zrobić wgłębienie w ciemności na odległość ponad 30 metrów nad powierzchnią. „Jesteśmy w stanie zamienić to, co wydaje się naprawdę słabą widocznością, w przeciętną widoczność” – powiedział Beemster Leverenz.

Połącz kropki

„Lubię mówić, że najłatwiejszą rzeczą, jaką można udokumentować, jest kopuła, która jej nie ma małe wystające kawałki, które nie mają skrzydeł ani śmigieł, co utrudniałoby sprawę” – powiedział Beemster Leverenza. Samochód Warrena był całkiem blisko. Samoloty są trudniejsze. Nurkowie muszą zachować równowagę pomiędzy uzyskaniem wszystkich szczegółów, a nie przytłaczaniem oprogramowania. „W miarę możliwości ważne jest, aby oszczędzać na zdjęciach” – powiedział.

Podwodna fotogrametria PBM Mariner niszczy światowych podwodnych odkrywców
Podwodna fotogrametria PBM Mariner niszczy światowych podwodnych odkrywców
Podwodna fotogrametria PBM Mariner niszczy światowych podwodnych odkrywców
Podwodna fotogrametria PBM Mariner niszczy światowych podwodnych odkrywców
Global Underwater Explorers fotografujący zatopiony Martin PMB Mariner, bombowiec patrolowy z czasów II wojny światowej.Katarzyna Arant

Za jeden wrak samolotu marynarz PBM, zespół GUE wykonał około 5500 zdjęć. Tylko jeden z tych samolotów pozostał nienaruszony – w każdym razie nad poziomem morza – w Muzeum Lotnictwa i Kosmosu Pima w Arizonie. Latająca łódź była trudna do transportu na lądzie, więc większość została zezłomowana. Jeden zatopiony w jeziorze Washington w 1949. Nurkowie Marynarki Wojennej próbowali wypłynąć na powierzchnię samolotu w latach 90., ale udało im się jedynie odłamać ogon. Większość nadal znajduje się około 70 stóp pod wodą.

Jest także wirtualnie w muzeum Pima, dzięki wysiłkom fotogrametrycznym GUE. Wraz z dr Megan Lickliter-Mundon, archeologiem lotnictwa podwodnego, stworzyli Model 3D rzadkiego samolotu, który znajduje się obok odzyskanego ogona.

Te kubki imprezowe są wszechobecne i pojawiają się jako plamki czerwieni w niektórych modelach fotogrametrycznych GUE.

Odtworzenie wraków, takich jak PBM Mariner i inny zatopiony samolot, PB4Y-2, wymaga wielu zdjęć, co z kolei wymaga dużej mocy obliczeniowej. Najpierw oprogramowanie analizuje zdjęcia i zaczyna je układać. Rozpoznaje określone obiekty, ster, klapę skrzydła i zaczyna je mapować, korzystając ze zdjęć tego samego obiektu wykonanych pod różnymi kątami. Nazywa się to chmurą punktów, którą Beemster Leverenz porównuje, aby połączyć kropki. Kształt jest tam; po prostu nie jest wypełniony.

Następnie komputer łączy te kropki w siatkę. „Siatka tak naprawdę nie ma koloru” – powiedział. „To bardzo podobne do składania plastikowego modelu przed jego pomalowaniem”. Biała siatka wygląda jak samolot, ale nie ma szczegółów i definicji potrzebnych do rozróżnienia niektórych Części. Trzeci krok polega na nałożeniu szczegółów ze zdjęć na siatkę, co stanowi rodzaj procesu „kolorowania”.

Do najnowszego projektu GUE, PB4Y-2, Beemsterowi Leverenzowi udało się zrekrutować do pomocy osobę niebędącą nurkiem. Patrick Goodwin pracuje dla Kostka do gry, co tworzy serię gier wideo Battlefield. On i Beemster Leverenz mają wspólnego znajomego i przypadkiem zaczęli omawiać fotogrametrię za pośrednictwem czatu głosowego, grając razem w grę wideo. Kostka do gry wykorzystuje fotogrametrię aby realistycznie przenieść do gier obiekty i miejsca ze świata rzeczywistego – takie jak Alpy. Goodwin optymalizuje modele, aby były poręczne. Jeśli będą zbyt szczegółowe, będą zbyt przeładowane danymi, aby je obracać i pozwalać zobaczyć wrak pod każdym kątem. Na przykład nity samolotu nie muszą być wbudowane w model, zamiast tego można je wyświetlić na górze. To jak różnica między malowaniem pojedynczych pasków a przyklejaniem kalkomanii.

Renderowanie zatopionego bombowca patrolowego z czasów II wojny światowej, Consolidated PB4Y-2 Privateer.
Wykorzystanie fotogrametrii, techniki wydobywania informacji 3D ze zdjęć, Beemster Leverns i Dice programista Patrick Goodwin był w stanie wygenerować wysokiej jakości model 3D zatopionego Consolidated PB4Y-2 Kaper.Keesa Beemstera Leverenza i Patricka Goodwina

Ponadto Goodwin pomaga w renderowaniu części środowiska wokół wraku. „Jeśli chcesz zrobić model pustego, białego pokoju, nie możesz tego zrobić” – powiedział Beemster Leverenz. Oprogramowanie potrzebuje kontrastu, aby utworzyć model. Sam samolot to ma, ale ziemia, na której stoi, nie. „To po prostu rodzaj płaskiej, zielonkawej, żółtawej nicości” – powiedział. Ale konieczne jest zapewnienie kontekstu. Bez tego „otrzymuje się model samolotu, który nie wygląda, jakby faktycznie w cokolwiek się uderzył” – dodał. Czasami kontrast pojawia się w nieoczekiwanych miejscach — pomarszczonej torbie Target lub czerwonej pojedynczej filiżance. Te kubki imprezowe są wszechobecne i pojawiają się jako plamki czerwieni w niektórych modelach fotogrametrycznych GUE.

Chociaż wszyscy przeżyli zatonięcia PB4Y-2 i PBM Mariner, fakt, że sztuczne dna zaśmiecają te dna, jest przygnębiający – nawet jeśli są one regenerowane przez organizmy morskie. Istnieją sposoby wykorzystania fotogrametrii, aby pomóc przyrodzie, powiedział Beemster Leverenz. The Centrum Technologii Morskich i Naukowych w Des Moines w stanie Waszyngton rozważał utworzenie sztuczna rafa w Puget Sound — w celu zastąpienia podmokłych VW Beetles i innych zastępczych środowisk morskich. Fotogrametria może być nieniszczącą metodą pomiaru wzrost rafy nadgodziny. Miejmy nadzieję, że obejdzie się bez pucharów solo.

Zalecenia redaktorów

  • Jak pora dnia wpływa na zdolność uczenia się i jak wykorzystać ją na swoją korzyść
  • Jak lekcja wyciągnięta z kwiatów lotosu może dać nam samoczyszczące panele słoneczne
  • Wiadomości fotograficzne: najnowsze obiektywy Olloclip wprowadzają przednie i tylne obiektywy do nowych iPhone'ów