Lembre-se da incrível imagem de uma avalanche em Marte em 2008, capturada pela câmera HiRISE no Mars Reconnaissance Orbiter? Bernhard Braun, do UnmannedSpaceflight.com, criou agora várias visualizações em 3D do evento, fornecendo observações inéditas no nível do solo, usando um software especial que ele desenvolveu que pode criar imagens tridimensionais a partir de uma imagem bidimensional. Normalmente, para criar uma imagem 3D, você precisa de pelo menos duas imagens ou precisa combinar imagens com dados de um instrumento, como um altímetro a laser. Mas o algoritmo de reconstrução 3D fotoclinométrica de imagem única de Braun, também conhecido como "forma do sombreamento" permite que o formato de objetos tridimensionais seja recuperado do sombreamento em uma imagem bidimensional. Braun disse à Space Magazine que desde o desenvolvimento do software, uma das áreas que ele queria “visitar do chão” é a famosa avalanche de poeira capturada em ação pelo HiRISE. Suas imagens fornecem uma visão inteiramente nova - e impressionante - de Marte.
Braun disse que o software é útil para examinar várias áreas de interesse, especialmente onde ainda não temos outras reconstruções 3D detalhadas (ou seja, com base em imagem estéreo). Anteriormente, mostramos filmes em 3D na Space Magazine que Doug Ellision e outros da UnmannedSpaceflight.com criaram do HiRISE DEMs (Digitial Elevation Models) que são uma grade ou arquivo raster descrevendo valores de elevação em pontos ou postagens regularmente espaçados . Os HiRISE DEMs são feitos de duas imagens de alta resolução da mesma área, tiradas de diferentes ângulos de visão pela sonda. O pessoal do HiRISE diz que criar um DEM é complicado e envolve software sofisticado e muito tempo, tanto tempo de computação quanto horas de trabalho.
Mas o software de Braun (embora tenha levado algum tempo para desenvolver) permite um tempo de processamento moderado, cerca de 15 minutos por imagem de resolução média, usando cerca de 2 gigabytes de memória. Além disso, nenhuma textura ou coloração / sombreamento adicional foi aplicada ao renderizar a superfície, e todos os detalhes visíveis são 3D reais até o nível de pixel.
Mas Braun não acha que seu método seja "superior" aos esforços da equipe HiRISE.
"Muito pelo contrário", ele me disse por e-mail. “Tradicionalmente, considera-se que métodos de forma e sombreamento de imagem única como o que desenvolvi complementam muito bem os métodos de imagem múltipla (estéreo) porque os pontos fracos de um método (distorções em larga escala nos métodos de imagem única vs. resolução menos detalhada nos métodos de várias imagens) é a força do outro. Além disso, os DEMs oficiais do HiRISE geralmente são mais precisos na reprodução exata de alturas absolutas do terreno (também usando calibração baseada em altímetro), o que é importante para uso científico, enquanto meus DEMs são menos bem calibrados porque são destinados principalmente para fins de visualização. ”
A principal vantagem do método de imagem única é que ele pode ser usado em imagens quase arbitrárias de áreas onde ainda não há cobertura 3D, como capturar um evento como uma avalanche.
“De certa forma, abre a porta para uma visão totalmente nova de grandes conjuntos de dados somente em 2D existentes, disse Braun. “Por exemplo, atualmente estou trabalhando em uma extensão do método para radar imagens para reconstruções 3D de alta resolução dos conjuntos de dados Venus Magellan de alta resolução.”
O método de software de Braun poderia ser considerado mais uma forma de arte.
“Eu vejo meu software e algoritmos não tanto como um instrumento de medição científico”, Braun me disse em um email, “mas mais como uma ferramenta de visualização que deixa um pouco de licença artística, um grau de liberdade de interpretação, ou seja, os meios para criando imagens atmosféricas e são essas imagens que são o verdadeiro "produto final publicável" de todo o processo. Os algoritmos e o software são apenas os 'pintores que escovam e armam' ou a câmera virtual do fotógrafo, por assim dizer. ”
Emily Lakdawalla fez um trabalho maravilhoso ao explicar os porquês e comos de todo o processo no Blog da Sociedade Planetária: (vá lá se quiser uma descrição mais detalhada) “Imagine um pedaço de papel amassado iluminado por um holofote. As facetas do papel amassado que são perpendiculares aos holofotes aparecerão mais brilhantes; as facetas inclinadas para longe dos holofotes aparecerão escuras. Se você presumir que tudo na imagem reflete a luz da mesma maneira, é possível saber pelo albedo, ou brilho, se está inclinado na direção ou fora da fonte de luz. "
Acima está a imagem original do HiRISE. Ao olhar para essas imagens, lembre-se de que essa escarpa específica em Marte é um penhasco alto com mais de 700 m (2300 pés) de altura e inclinações a mais de 60 graus. Uma mistura de gelo, rocha e poeira pode ser vista, congelada no tempo, enquanto despenca na encosta, ejetando uma nuvem de poeira quando os detritos começam a se depositar na suave encosta no fundo do penhasco. A nuvem ejetada tem aproximadamente 180 metros de diâmetro e se estende cerca de 190 metros além da base do penhasco.
Braun nos disse que está trabalhando em algumas novas imagens que esperamos poder compartilhar com você em breve, e agradecemos a ele por nos permitir publicar as imagens de avalanche na Space Magazine.
Siga este link para ver a galeria inteira de Braun de maravilhosas renderizações em 3D em cores da avalanche, derivadas da imagem HiRISE publicada originalmente, renderizada em várias posições de visualização e direções da fonte de luz.
