Пам’ятаєте дивовижне зображення лавини на Марсі ще в 2008 році, зняте камерою HiRISE на Марсі розвідувальної орбіти? Bernhard Braun з UnmannedSpaceflight.com створив кілька різних тривимірних поглядів на подію, забезпечуючи ніколи не бачені спостереження наземного рівня за допомогою спеціального програмного забезпечення, яке він розробив, що може створювати тривимірні зображення з однієї двовимірної картини. Зазвичай для створення тривимірного зображення потрібно щонайменше два зображення, або ви повинні комбінувати зображення з даними інструменту, наприклад, лазерного висотометра. Але алгоритм відновлення фотоклініометричного 3D-реконструкції Брауна, відомий також як "форма від затінення", дозволяє відтворити форму тривимірних об'єктів від затінення в двовимірному зображенні. Браун розповів Space Magazine, що з часу розробки програмного забезпечення однією з областей, яку він хотів «відвідати з землі», є знаменита пилова лавина, що потрапила в живу дію від HiRISE. Його образи забезпечують абсолютно новий - і приголомшливий - вид на Марс.
Браун зазначив, що програмне забезпечення корисне для розгляду різних напрямків, що цікавлять, зокрема, там, де у нас поки немає інших детальних реконструкцій (тобто на основі стерео-зображень). Раніше ми показували тривимірні фільми на Space Magazine, що Дуг Елліссіон та інші користувачі UnmannedSpaceflight.com створили з DEMs HiRISE (Digitial Elevation Model), які є сіткою або растровим файлом, що описує значення висоти в регулярно розташованих точках або повідомленнях . DEM-адреси HiRISE виготовляються з двох зображень високої роздільної здатності однієї і тієї ж області, знятих з різних кутів огляду космічним кораблем. Люди з HiRISE кажуть, що створення DEM є складним і передбачає складне програмне забезпечення та багато часу, як обчислювальний час, так і людино-години.
Але програмне забезпечення Брауна (хоча на розробку йому знадобилося досить багато часу) передбачає помірний час обробки, приблизно 15 хвилин на зображення середньої роздільної здатності, використовуючи близько 2 гігабайт пам'яті. Крім того, жодна текстура та додаткове фарбування / зафарбовування не було застосовано під час візуалізації поверхні, і кожна видима деталь справжній 3D до рівня пікселя.
Але Браун не вважає, що його метод якимось чином «перевершує» зусилля команди HiRISE.
"Зовсім навпаки", - сказав він мені по електронній пошті. "Традиційно методи, що формують одне зображення, від затінення, подібні до того, який я розробив, вважаються прекрасним доповненням методів багатозображення (стерео), тому що слабкі сторони одного методу (великі спотворення в методах одиночного зображення порівняно з менша роздільна здатність у методах з декількома зображеннями - сила іншого. Крім того, офіційні DEM-адреси HiRISE, як правило, більш точні при точному відтворенні абсолютних висот місцевості (також з використанням калібрування на основі висоти), що важливо для наукового використання, тоді як мої DEM менш калібровані, оскільки в основному призначені для візуалізації ».
Основна перевага методу одиночного зображення полягає в тому, що він може бути використаний на майже довільних зображеннях областей, де ще немає 3D-покриття, наприклад, захоплення події, як лавина.
"Певним чином це відкриває двері до абсолютно нового перегляду великих існуючих наборів даних, призначених лише для 2D", - сказав Браун. "Наприклад, зараз я працюю над розширенням методу на радіолокаційні зображення для 3D-реконструкцій з високою роздільною здатністю наборів даних з найвищою роздільною здатністю Венери Магеллан".
Програмний метод Брауна можна вважати більше формою мистецтва.
«Я розглядаю своє програмне забезпечення та алгоритми не стільки як науковий вимірювальний прилад, - сказав мені Браун в електронній пошті, - але більше як інструмент для візуалізації, який залишає трохи художньої ліцензії, ступеня свободи інтерпретації, тобто засобів для створення атмосферних образів, і саме ті зображення є справжнім "оприлюднюваним кінцевим продуктом" усього процесу. Алгоритми та програмне забезпечення - це лише "художник-кисть" або віртуальна камера фотографа ".
Емілі Лакдавалла зробила чудову роботу, пояснивши, чому і як усього процесу в блозі Планетарного суспільства: (заходьте туди, якщо хочете більш детального опису) «Уявіть собі зім’ятий аркуш паперу, освітлений прожектором. Грані м'ятого паперу, які перпендикулярні до прожектора, будуть здаватися найяскравішими; грані, нахилені від прожектора, стануть темними. Якщо ви припускаєте, що все на малюнку відображає світло однаково, то ви можете визначити за його альбедо чи яскравістю, нахилений він до джерела світла чи від нього. "
Зверху - оригінальне зображення від HiRISE. Дивлячись на ці зображення, пам’ятайте, що ця конкретна хустка на Марсі є високою скелею висотою понад 700 м (2300 футів) і схилами понад 60 градусів. Суміш льоду, скелі та пилу видно, застигла в часі, коли вона пливе вниз по схилу, викидаючи шум пилу, коли сміття починає осідати на пологій схилі в нижній частині скелі. Викинута хмара становить приблизно 180 метрів поперек і простягається приблизно на 190 метрів за межі основи скелі.
Браун сказав нам, що він працює над деякими новими образами, якими ми сподіваємося, що зможемо незабаром поділитися з вами, і ми дякуємо йому за те, що він дозволив нам розміщувати лавинні зображення в Space Magazine.
Перейдіть за цим посиланням, щоб переглянути всю галерею чудових кольорових 3D-зображень Лавина, отриману від оригінально опублікованого зображення HiRISE, відображеного під різними положеннями перегляду та напрямками джерела світла.
