Як хитрий фототрюк піднімає на поверхню затонулі кораблі в Сіетлі

На східній стороні міста знаходиться прісноводне озеро Вашингтон, а на західній – солоні води затоки Пьюджет-Саунд. Створене, коли льодовик проклав собі шлях через сушу тисячі років тому, озеро Вашингтон є домом для водоростей, зоопланктону та деяких видів риби, забруднених ПХБ. Завдяки доступу до океану, затоку час від часу відвідують косатки.

Проте на дні цих двох водойм ландшафт починає змінюватися. Водолази знаходять мечі, пляшки з-під текіли, мішки зі сміттям і старі ноутбуки. Є й більш історично значущі об’єкти, такі як літаки та уламки кораблів.

• Наступне велике відкриття в науці вже у вас в кишені
• Нова камера Insta360 може стати чудовим інструментом для зйомки в умовах недостатнього освітлення
• Конкурс пейзажної фотографії пропонує спеціальний приз від Ісландії

Водолази з Global Underwater Explorers досліджують затонулі кораблі та літаки. Кес Бемстер Леверенц (Kees Beemster Leverenz)

Навіть для тих, хто має спорядження і підготовку для занурення на глибину понад 100 футів у холодній воді, розуміння того, як насправді виглядають ці затонулі кораблі, може бути складним завданням. “Видимість досить погана, тому ми не можемо бачити дуже далеко”, – сказав Кіс Бемстер Леверенц в інтерв’ю Digital Trends. “І на додаток до цього, немає майже ніякого світла, яке проникає вниз далі перших кількох десятків футів, можливо, 70 футів або близько того”. Бемстер Леверенц – розробник програмного забезпечення Microsoft вдень, дайвер вночі і на багатьох вихідних. Він є членом організації Global Underwater Explorers (GUE), некомерційної організації, яка навчає дайверів і допомагає зберегти водне середовище. За допомогою фотограмметрії він сподівається підняти на поверхню деякі з цих затонулих суден у вигляді 3D-моделей.

Марс атакував

У 2011 році команда, до складу якої входили деякі водолази ГУЕ, виявила в Балтійському морі “Марс”. Затонулий під час битви в 1564 році шведський військовий корабель міг вмістити до 900 моряків. Він масивний і, завдяки темним, холодним північним водам, досить добре зберігся. Неможливо відновити 200-футовий трищогловий корабель, але дослідники були в захваті від того, що дізналися більше про знамениту аварію. Замість того, щоб відправити групу вчених на 250 футів нижче, вони розробили спосіб оживити корабель за допомогою фотограмметрії.

GUE знадобилися чотири світлові смуги по 33 000 люменів, щоб навіть зробити вм’ятину в темряві на глибині понад 100 футів від поверхні.

За допомогою лазерного сканування і тисяч фотографій дощок, гармат, щогл тощо професор Йохан Роннбі з Університету Сьодерторна і його команда змогли сфотографувати корабель з усіх кутів. Потім програмне забезпечення об’єднало фотографії в 3D-модель, яку дослідники можуть обертати і збільшувати, що дає їм змогу не лише побачити деталі, а й отримати уявлення про те, як виглядав корабель, коли він був цілим.

Коли Бемстер Леверенц почув про проект “Марс”, він вирішив використати деякі з методів на затонулих суднах в районі Сіетла. Вибирати було з чого. Лише в озері Вашингтон знаходиться щонайменше сім уламків літаків, десяток вагонів з вугіллям, що зісковзнули за борт баржі, і сотні човнів. Протягом десятиліть водолази виявили багато з них, орієнтуючись на дані гідролокаторів Національного управління океанічних і атмосферних досліджень.

Глибоке, темне море

Як і Балтійське, озеро Вашингтон темне і холодне. Воно також повне осаду. Ворухніть мул на дні, і ви можете з таким же успіхом спливти на поверхню на цілий день. На ваших фотографіях буде лише каламутна вода, що відливає зеленувато-жовтим кольором під дією світла.

Умови в озері Кресент, розташованому приблизно в 100 милях на північний захід від Сіетла, дуже відрізняються від озера Вашингтон. Завдяки прозорій воді і навколишньому світлу Кетрін Арант, ще один дайвер GUE, змогла швидко зробити близько 200 знімків, необхідних для фотограмметрії автомобіля Chevrolet 1927 року випуску, що лежав на боці на глибині 170 футів.

Команда Global Underwater Explorers фотографує затонулий Martin PMB Mariner, патрульний бомбардувальник часів Другої світової війни. Кетрін Арант

Для одного уламка літака, PBM Mariner, команда GUE зробила близько 5500 фотографій. Лише один з цих літаків залишився неушкодженим – принаймні, над рівнем моря – в Музеї авіації і космонавтики Піма в Арізоні. Літаючий човен було важко транспортувати по суші, тому більшість з них були розібрані на металобрухт. Один з них затонув в озері Вашингтон в 1949 році. Водолази ВМС намагалися підняти літак на поверхню в 1990-х роках, але їм вдалося лише відламати хвіст. Більшість все ще знаходиться на глибині близько 70 футів під водою.

Завдяки фотограмметричним зусиллям GUE він також віртуально знаходиться в музеї “Піма”. Разом з доктором Меган Ліклітер-Мандон, археологом підводної авіації, вони створили 3D модель рідкісного літака, який стоїть поряд з віднайденим хвостом.

Ці чашки для вечірок є повсюдними, вони з’являються у вигляді червоних плям на деяких фотограмметричних моделях GUE.

Відтворення таких уламків, як PBM Mariner і інший затонулий літак PB4Y-2, вимагає великої кількості фотографій, що, в свою чергу, вимагає великої обчислювальної потужності. Спочатку програмне забезпечення аналізує фотографії і починає вибудовувати їх у лінію. Воно розпізнає певні об’єкти, кермо, закрилок крила, і починає наносити їх на карту, використовуючи фотографії одного і того ж об’єкта, зроблені під різними кутами. Це називається хмара точок, яку Бемстер Леверенц порівнює, щоб з’єднати точки. Форма є, вона просто не заповнена.

Далі комп’ютер з’єднує ці точки у сітку. “Сітка насправді не має кольору, – сказав він. “Це дуже схоже на складання пластикової моделі до того, як ви її пофарбували”. Біла сітка виглядає як площина, але вона не має деталей і чіткості, необхідних для розрізнення певних частин. Третім кроком є накладання деталей з фотографій на сітку, своєрідний процес “розфарбовування”.

Для останнього проекту GUE, PB4Y-2, компанія Beemster Leverenz змогла залучити на допомогу не водолаза. Патрік Гудвін працює в компанії Dice, яка випускає серію відеоігор Battlefield. У них з Бемстером Леверенцом є спільний друг, і вони випадково почали обговорювати фотограмметрію в голосовому чаті під час спільної гри у відеоігри. Dice використовує фотограмметрію, щоб реалістично перенести реальні об’єкти та місця, такі як Альпи, в ігри. Гудвін оптимізує моделі, щоб зробити їх компактними. Якщо вони занадто деталізовані, вони будуть занадто перевантажені даними, щоб їх можна було обертати і розглядати уламки літака з усіх боків. Наприклад, заклепки літака не потрібно вбудовувати в модель, коли їх можна спроектувати зверху. Це як різниця між фарбуванням окремих смуг або нанесенням наклейки.

Крім того, Гудвін допомагає відтворювати навколишнє середовище навколо затонулого корабля. “Якщо ви хочете зробити модель чистої білої кімнати, ви не зможете цього зробити”, – сказав Бемстер Леверенц. Програмному забезпеченню потрібен контраст для створення моделі. Сам літак має його, але земля, на яку він спирається, не має. “Це просто пласке зеленувате, жовтувате небуття”, – сказав він. Але необхідно забезпечити контекст. Без цього “ви отримаєте модель літака, яка не виглядає так, ніби він в щось врізався”, – додав він. Іноді контраст виникає з неочікуваних місць – зім’ятий пакет “Таргет” або червона чашка для соло. Ці стакани для вечірок є повсюдними, вони з’являються у вигляді червоних плям на деяких фотограмметричних моделях GUE.

Хоча всі пережили затоплення як PB4Y-2, так і PBM Mariner, той факт, що штучні об’єкти засмічують це водне дно, є гнітючим – навіть якщо вони відновлюються морськими мешканцями. За словами Бемстера Леверенца, існують способи використання фотограмметрії для допомоги природі. Центр морських і наукових технологій в Де-Мойні, штат Вашингтон, розглядає можливість створення штучного рифу в затоці Пьюджет-Саунд – на заміну заболоченим жукам VW Beetles та іншим замінникам морського середовища. Фотограмметрія може стати неруйнівним способом вимірювання зростання рифу з часом. Сподіваємось, що він залишиться вільним від одиночних чашок.

Рекомендації редакторів

• Як 80 доларів програмного забезпечення для обробки фотографій чарівним чином врятували мені тисячі
• Як подивитися, як DJI представляє абсолютно новий дрон сьогодні
• Як ми дізнаємося, коли штучний інтелект насправді стане розумним?
• Останній штрих: як вчені наділяють роботів тактильними відчуттями, схожими на людські
• Як очистити та впорядкувати свої фотографії

Source: digitaltrends.com