Muistatko hämmästyttävän kuvan Marsin lumivyörystä vuonna 2008, jonka HiRISE-kamera on vanginnut Mars Reconnaissance Orbiterilla? UnmannedSpaceflight.com-sivuston Bernhard Braun on nyt luonut useita erilaisia 3D-näkymiä tapahtumasta tarjoamalla ennennäkemättömiä, maanpinnan havaintoja käyttämällä hänen kehittämäänsä erityistä ohjelmistoa, joka voi luoda kolmiulotteisia kuvia yhdestä 2-ulotteisesta kuvasta. Tavallisesti kolmiulotteisen kuvan luomiseksi tarvitset vähintään kaksi kuvaa tai yhdistämällä kuvat instrumentin, kuten laserkorkeusmittarin, tietoihin. Mutta Braunin yhden kuvan valoklinometrinen 3D-rekonstruointialgoritmi, joka tunnetaan myös nimellä “muoto varjostamisesta”, sallii kolmiulotteisten esineiden muodon palauttamisen varjostuksesta kaksiulotteiseen kuvaan. Braun kertoi Space Magazine -lehdelle, että ohjelmiston kehittämisen jälkeen yksi alueista, jonka hän on halunnut käydä ”maasta”, on kuuluisa pöly lumivyöry, jonka HiRISE on saanut aikaan. Hänen kuvat tarjoavat täysin uuden ja upean kuvan Marsista.
Braun kertoi, että ohjelmistosta on hyötyä tutkittaessa kiinnostavia alueita, etenkin silloin, kun meillä ei ole vielä muita (ts. Stereokuvanpoistoon perustuvia) yksityiskohtaisia 3D-rekonstruktioita. Aikaisemmin olemme osoittaneet 3D-elokuvia Space Magazine -lehdessä, että Doug Ellision ja muut UnmannedSpaceflight.com ovat luoneet HiRISE DEM -sovelluksista (Digitial Elevation Models), jotka ovat ruudukko- tai rasteritiedosto, joka kuvaa korkeusarvoja säännöllisesti toisistaan erillisissä pisteissä tai viesteissä. . HiRISE DEM -kuvat on tehty kahdesta saman alueen korkean resoluution kuvasta, jotka avaruusalus on ottanut eri näkökulmista. HiRISE-ihmiset väittävät, että DEM: n luominen on monimutkaista ja vaatii hienostuneita ohjelmistoja ja paljon aikaa, sekä laskennan aikaa että inimtunteja.
Mutta Braunin ohjelmisto (vaikkakin kehittäminen kesti melko kauan) sallii kohtalaisen käsittelyajan, noin 15 minuuttia keskitarkkuuden kuvaa kohden, noin 2 gigatavun muistin avulla. Myöskään pintakuviointia tai lisäväritysä / varjostusta ei käytetty pinnoitettaessa, ja kaikki näkyvät yksityiskohdat ovat todellisia 3D-kuvia pikselitasolle asti.
Mutta Braun ei usko, että hänen menetelmänsä on millään tavalla ”parempi” HiRISE-ryhmän ponnisteluihin.
”Aivan päinvastoin”, hän kertoi minulle sähköpostitse. ”Perinteisesti yhden kuvan muodoista varjostusmenetelmien, kuten sen kehittämäni, katsotaan täydentävän kauniisti monikuva (stereo) -menetelmiä, koska yhden menetelmän heikkoudet (yhden kuvan kuvamenetelmien suuret vääristymät vs. vähemmän yksityiskohtainen resoluutio monikuvamenetelmissä) on toisen vahvuus. Lisäksi viralliset HiRISE-DEM-arvot ovat yleensä tarkempia toistettaessa tarkasti maaston absoluuttisia korkeuksia (myös korkeusmittaripohjaista kalibrointia käyttäen), mikä on tärkeää tieteelliselle käytölle, kun taas DEM-tiedostot ovat huonommin kalibroituja, koska ne on tarkoitettu pääasiassa visualisointitarkoituksiin. "
Yhden kuvan menetelmän tärkein etu on, että sitä voidaan käyttää lähes mielivaltaisissa kuvissa alueista, joilla ei vielä ole 3D-peittoa, kuten esimerkiksi tapahtuman kaappaamiseen kuten lumivyöryyn.
"Se avaa tietyllä tavalla oven aivan uudelle näkymälle suurista olemassa olevista vain 2D-tietokokonaisuuksista, Braun sanoi. "Esimerkiksi, työskentelen tällä hetkellä menetelmän laajennuksella tutkakuviin korkean resoluution 3D-rekonstruktioille korkeimman resoluution Venus Magellan -sarjassa."
Braunin ohjelmistomenetelmää voidaan pitää enemmän taidemuodona.
"Suhtaudun ohjelmistoini ja algoritmiini ei niinkään tieteelliseen mittauslaitteeseen", Braun kertoi minulle sähköpostissa, "vaan pikemminkin visualisointityökaluksi, joka jättää hiukan taiteellisen lisenssin, tulkinnan vapauden asteen eli keinot luomalla ilmakehän kuvia, ja juuri nämä kuvat ovat koko prosessin todellinen ”julkaistava lopputuote”. Algoritmit ja ohjelmistot ovat vain 'maalariharjaa ja molbertia' tai kuvaajan virtuaalikameraa niin sanotusti. '
Emily Lakdawalla selvitti hienoa työtä miksi ja miten koko prosessin Planetary Society -blogissa: (mene sinne, jos haluat yksityiskohtaisen kuvauksen) “Kuvittele rypistynyt paperipala, jota valaisee valokeila. Rypistyneen paperin pisteet, jotka ovat kohtisuorassa valon suhteen, näkyvät kirkkaimmin. Kohdistusvalosta poispäin kallistetut kasvot näyttävät tummilta. Jos oletat, että kaikki kuvassa heijastaa valoa samalla tavalla, voit määrittää sen albedon tai kirkkauden perusteella, kallistuuko se kohti valonlähdettä tai poispäin. ”
Yllä on HiRISEn alkuperäinen kuva. Kun katselet näitä kuvia, muista, että tämä Marsin erityinen jäänne on korkealla kallion yläpuolella 700 m (2300 ft) ja kaltevuus yli 60 astetta. Jään, kallion ja pölyn seos voidaan nähdä jäädytettynä ajoissa, kun se romahtaa rinteessä ja poistaa pölyä, kun roskat alkavat asettua kallion pohjassa olevalle lempeälle rinteelle. Poistettu pilvi on noin 180 metriä poikki ja ulottuu noin 190 metriä kallion pohjan ulkopuolelle.
Braun kertoi meille työskentelevänsä uusien kuvien parissa, jotka toivomme voivamme kertoa sinulle pian, ja kiitämme häntä siitä, että meillä on mahdollisuus lähettää lumivyöryn kuvia Space Magazine -lehteen.
Seuraa tätä linkkiä tarkastellaksesi Braunin koko galleriaa upeista värillisistä 3D-mallinnuksista lumivyörystä, joka on johdettu alun perin julkaistusta HiRISE-kuvasta ja joka on esitetty eri katseluasennoissa ja valonlähteen suunnissa.
