فناوری نوین MIT، دنیای زیر آب را به صورت واقعی به تصویر میکشد
طبق گزارش ایتنا و به نقل از سایتکدیلی، آب بهطور طبیعی بهعنوان یک پرده عمل میکند که نور را منحرف کرده و پراکنده میسازد و در نتیجه نور را هنگام عبور از این محیط متراکم ضعیف میکند.
این ویژگی موجب میشود تا ضبط رنگهای حقیقی اشیاء زیرآب به شکل چشمگیری دشوار گردد، مگر اینکه از تصاویر بسیار نزدیک استفاده شود.
تیم تحقیقاتی دانشگاه MIT و موسسه اقیانوسشناسی وودز هول (WHOI) سامانهای را طراحی کردند که قادر است بسیاری از ناهنجاریهای نوری اقیانوس را اصلاح کند. این ابزار تصاویری از صحنههای زیرآبی ارائه میدهد که بهنظر میرسد آب از آنها حذف شده و رنگهای طبیعی آنها بازسازی شده است.
در این تحقیق، محققان با ترکیب ابزار تصحیح رنگ با یک مدل محاسباتی که تصاویر را به یک «جهان» سهبعدی زیرآب تبدیل میکند، توانستند به خلق تجربهای مجازی از صحنههای زیرآبی بپردازند که امکان مشاهده آنها از هر زاویه و فاصلهای مهیا است.
این ابزار با عنوان «SeaSplat» نامگذاری شده است که از مطالعات زیرآب و تکنیک 3D Gaussian Splatting (3DGS) الهام گرفته است. این روش چندین تصویر را به هم پیوند میزند تا نمایی سهبعدی کامل از صحنه ایجاد کند که میتواند بهصورت دقیق از زوایای مختلف مورد بررسی قرار گیرد.
دانیل یانگ، پژوهشگر ارشد این پروژه، توضیح میدهد: «با استفاده از SeaSplat، میتوانیم دقیقاً مدلسازی کنیم که آب چه تأثیری بر روی تصاویر دارد و بدین ترتیب قادر خواهیم بود در برخی موارد آب را از صحنهها حذف کرده و مدلهای سهبعدی بهتری از صحنههای زیرآب تولید کنیم.»
محققان از SeaSplat بر روی تصاویری از بستر دریا که توسط غواصان و وسایل نقلیه زیرآبی در مکانهای گوناگون از جمله جزایر ویرجین ایالات متحده تهیه شده بود، استفاده کردند. روش نوین تصاویر سهبعدی خلق کرد که از نظر رنگ، واقعگرایانهتر، زندهتر و متنوعتر از تکنیکهای قبلی بود.
این ابزار میتواند به عنوان یک یاریگر ارزشمند برای زیستشناسان دریایی باشد که به مطالعه اکوسیستمهای دریایی میپردازند.
برای نمونه، زمانیکه یک ربات زیرآبی به بررسی یک مرجان مشغول است، SeaSplat میتواند تصاویر را بهطور زنده پردازش کرده و مدلی سهبعدی همراه با رنگهای طبیعی آن بسازد.
بدینترتیب، کارشناسان قادر خواهند بود بهطور مجازی در این محیط دیجیتال حرکت کرده و نشانههای اولیه سفید شدن مرجانها را شبیهسازی نمایند.
در این راستا، یوگش گیردار، پژوهشگر WHOI، میگوید: «سفیدی مرجانها در نزدیکترین فاصله نسبت به سفید به نظر میآید، اما در فاصلههای بیشتر ممکن است به رنگ آبی و مهآلود تبدیل شود و تشخیص آن دشوار گردد. با تصاویر SeaSplat، شناسایی سفید شدن مرجانها و گونههای مختلف آنها آسانتر خواهد بود.»
الگوریتم SeaSplat، که بر اساس اصلاح رنگی عمل میکند، به طور خاص به دو اثر نوری زیرآب یعنی بازتاب و کاهش شدت نور توجه دارد. بازتاب به هنگامی میرسد که نور از ذرات ریز موجود در اقیانوس منعکس میشود و هالهای شبیه پرده ایجاد میکند.
کاهش شدت نور نیز رخدادی است که در آن نور در فواصل دورتر کاهش مییابد، به طوری که اشیاء قرمز رنگ بیشتر از اشیاء آبی رنگ در فاصلههای دور محو میشوند.
این تیم تحقیقاتی SeaSplat را در چندین مکان اقیانوسی مختلف از جمله دریای سرخ، دریای کارائیب و اقیانوس آرام آزمایش کرد. تصاویری که از یک پایگاه داده موجود جمعآوری شدند، تصاویری واقعیتر از دنیای زیرآب را برای پژوهشگران به ارمغان آوردند.
این ابزار بهویژه در محیطهایی با ویژگیهای پیچیده نوری مانند اقیانوسها عملکردی برجسته دارد. طبق گفته دانیل یانگ، «پس از تولید مدل سهبعدی، دانشمندان میتوانند بهطور مجازی در آن مدل حرکت کرده و جزئیات را با دقت زیاد و رنگ واقعی مشاهده کنند.»
بهطور کلی، این روش به منابع محاسباتی قابل توجهی نیاز دارد و نمیتوان به سادگی آن را بر روی رباتهای زیرآبی نصب کرد.
