จำภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจของหิมะถล่มบนดาวอังคารในปี 2008 ที่ถ่ายโดยกล้อง HiRISE ในยานสำรวจดาวอังคารหรือไม่? Bernhard Braun จาก UnmannedSpaceflight.com ได้สร้างมุมมอง 3 มิติที่แตกต่างกันของเหตุการณ์ให้การสังเกตระดับพื้นดินที่ไม่เคยเห็นมาก่อนโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษที่เขาพัฒนาขึ้นซึ่งสามารถสร้างภาพสามมิติจากภาพสองมิติหนึ่งภาพ โดยปกติในการสร้างภาพสามมิติคุณต้องมีภาพอย่างน้อยสองภาพหรือคุณต้องรวมภาพกับข้อมูลจากเครื่องมือเช่นเลเซอร์เครื่องวัดระยะสูง แต่อัลกอริธึมการสร้างภาพสามมิติด้วยแสงโฟโต้เดี่ยวแบบใหม่ของ Braun หรือที่เรียกว่า“ รูปร่างจากการแรเงา” ช่วยให้สามารถกู้คืนรูปร่างของวัตถุสามมิติได้จากการแรเงาในภาพสองมิติ Braun บอกกับนิตยสาร Space ว่าตั้งแต่การพัฒนาซอฟต์แวร์หนึ่งในพื้นที่ที่เขาต้องการ“ เยี่ยมชมจากพื้นดิน” คือหิมะถล่มที่โด่งดังที่ถูกจับโดย HiRISE รูปภาพของเขามอบมุมมองใหม่ของดาวอังคารที่ทั้งใหม่และน่าทึ่ง
Braun กล่าวว่าซอฟต์แวร์นี้มีประโยชน์ในการดูในหลาย ๆ ด้านที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เรายังไม่มีการสร้างภาพ 3 มิติ (เช่นการถ่ายภาพสเตอริโอ) รายละเอียดอื่น ๆ ก่อนหน้านี้เราได้แสดงภาพยนตร์ 3 มิติในนิตยสาร Space ที่ Doug Ellision และคนอื่น ๆ จาก UnmannedSpaceflight.com ได้สร้างขึ้นจาก HiRISE DEMs (Digitial Elevation Models) ซึ่งเป็นตารางหรือไฟล์แรสเตอร์ที่อธิบายค่าระดับความสูงที่จุดเว้นระยะสม่ำเสมอหรือโพสต์ . HiRISE DEM ทำจากภาพสองภาพความละเอียดสูงในพื้นที่เดียวกันซึ่งถ่ายจากมุมมองที่แตกต่างกันโดยยานอวกาศ กลุ่ม HiRISE กล่าวว่าการสร้าง DEM นั้นซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์ที่มีความซับซ้อนและใช้เวลามากทั้งเวลาในการคำนวณและเวลาทำงาน
แต่ซอฟต์แวร์ของ Braun (แม้ว่าจะต้องใช้เวลาพอสมควรในการพัฒนา) ทำให้มีเวลาในการประมวลผลในระดับปานกลางประมาณ 15 นาทีต่อภาพความละเอียดปานกลางโดยใช้หน่วยความจำประมาณ 2 กิกะไบต์ นอกจากนี้ยังไม่มีการใช้พื้นผิวหรือการเพิ่มสี / การแรเงาเมื่อแสดงพื้นผิวและทุกรายละเอียดที่มองเห็นได้จะเป็น 3D จริงจนถึงระดับพิกเซล
แต่ Braun ไม่คิดว่าวิธีการของเขาจะดีกว่าความพยายามของทีม HiRISE แต่อย่างใด
“ ค่อนข้างตรงกันข้าม” เขาบอกฉันทางอีเมล “ ตามธรรมเนียมแล้ววิธีการถ่ายภาพเงาจากภาพเดียวอย่างที่ฉันพัฒนาขึ้นนั้นได้รับการพิจารณาว่าเป็นการเสริมวิธีการหลายภาพ (สเตอริโอ) อย่างสมบูรณ์เพราะจุดอ่อนของวิธีการหนึ่ง (การบิดเบือนขนาดใหญ่ในวิธีการถ่ายภาพเดี่ยวเทียบกับ ความละเอียดของรายละเอียดน้อยลงในวิธีการหลายภาพ) คือจุดแข็งของอีกฝ่าย ยิ่งไปกว่านั้น HiRISE DEMs อย่างเป็นทางการโดยทั่วไปนั้นมีความแม่นยำมากขึ้นในการทำซ้ำความสูงของภูมิประเทศที่แน่นอน (เช่นการใช้การสอบเทียบตามเครื่องวัดความสูง) ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ในขณะที่ DEM ของฉันนั้น
ข้อได้เปรียบหลักของวิธีการถ่ายภาพเดี่ยวคือสามารถใช้กับภาพเกือบทุกพื้นที่ที่ยังไม่มีพื้นที่ครอบคลุม 3 มิติเช่นการจับภาพเหตุการณ์เช่นหิมะถล่ม
“ ในทางหนึ่งมันจะเปิดประตูสู่มุมมองใหม่ทั้งหมดของชุดข้อมูล 2D ขนาดใหญ่ที่มีอยู่เดิมเท่านั้น Braun กล่าว “ ตัวอย่างเช่นปัจจุบันฉันกำลังทำงานเกี่ยวกับการขยายวิธีการในการถ่ายภาพเรดาร์สำหรับการสร้างภาพ 3 มิติความละเอียดสูงของชุดข้อมูล Venus Magellan ที่มีความละเอียดสูงสุด”
วิธีการซอฟต์แวร์ของ Braun ถือได้ว่าเป็นศิลปะอย่างหนึ่ง
“ ฉันดูซอฟต์แวร์และอัลกอริธึมของฉันไม่มากเท่ากับเครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์” Braun บอกฉันในอีเมลว่า“ แต่มากกว่านั้นเป็นเครื่องมือสำหรับการสร้างภาพข้อมูลที่ทำให้ใบอนุญาตด้านศิลปะมีระดับในการตีความอย่างอิสระ การสร้างภาพบรรยากาศและเป็นภาพที่เป็น“ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่เผยแพร่ได้” ของกระบวนการทั้งหมด อัลกอริธึมและซอฟต์แวร์เป็นเพียง "แปรงทาสีและขาตั้ง" หรือกล้องเสมือนของช่างภาพเพื่อพูด "
Emily Lakdawalla ทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการอธิบายเกี่ยวกับกระบวนการทั้งหมดในบล็อก Planetary Society: (ไปที่นั่นหากคุณต้องการคำอธิบายที่มีรายละเอียดมากขึ้น)“ ลองนึกภาพกระดาษยู่ยี่ที่ส่องด้วยแสงสปอตไลท์ ด้านของกระดาษยู่ยี่ที่ตั้งฉากกับสปอตไลท์จะสว่างที่สุด ด้านที่เอียงออกจากสปอตไลท์จะมืด หากคุณคิดว่าทุกอย่างในภาพสะท้อนแสงในลักษณะเดียวกันคุณสามารถบอกได้ด้วยอัลเบโด้หรือความสว่างไม่ว่าจะเอียงไปทางหรือออกจากแหล่งกำเนิดแสง ”
ด้านบนเป็นภาพต้นฉบับจาก HiRISE เมื่อดูภาพเหล่านี้โปรดจำไว้ว่าสิ่งที่น่ากลัวอย่างยิ่งบนดาวอังคารนี้คือหน้าผาสูงกว่า 700 ม. (2300 ฟุต) สูงและลาดชันมากกว่า 60 องศา สามารถมองเห็นส่วนผสมของน้ำแข็งหินและฝุ่นถูกแช่แข็งในเวลาที่มันตกลงไปตามทางลาดและปล่อยฝุ่นละอองออกมาในขณะที่เศษขยะเริ่มเกาะอยู่บนทางลาดที่ด้านล่างของหน้าผา เมฆที่พุ่งออกมานั้นมีความยาวประมาณ 180 เมตรและขยายออกไปอีกประมาณ 190 เมตรจากฐานของหน้าผา
Braun บอกเราว่าเขากำลังทำงานกับภาพใหม่บางภาพซึ่งเราหวังว่าจะสามารถแบ่งปันกับคุณได้ในไม่ช้าและเราขอขอบคุณเขาที่อนุญาตให้เราโพสต์ภาพหิมะถล่มลงใน Space Magazine
ไปที่ลิงก์นี้เพื่อดูแกลเลอรีภาพสี 3 มิติที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดของ Braun ซึ่งมาจากภาพ HiRISE ที่ตีพิมพ์ครั้งแรกซึ่งแสดงภายใต้ตำแหน่งการรับชมต่างๆและทิศทางของแหล่งกำเนิดแสง
