Rappelez-vous l'image étonnante d'une avalanche sur Mars en 2008, capturée par la caméra HiRISE sur le Mars Reconnaissance Orbiter? Bernhard Braun de UnmannedSpaceflight.com a maintenant créé plusieurs vues 3D différentes de l'événement, fournissant des observations au niveau du sol jamais vues auparavant en utilisant un logiciel spécial qu'il a développé qui peut créer des images tridimensionnelles à partir d'une image bidimensionnelle. Normalement, pour créer une image 3D, vous avez besoin d'au moins deux images, ou vous devez combiner des images avec des données d'un instrument tel qu'un altimètre laser. Mais l'algorithme de reconstruction 3D photoclinométrique à image unique de Braun, également connu sous le nom de «forme à partir de l'ombrage», permet de récupérer la forme d'objets tridimensionnels à partir de l'ombrage dans une image bidimensionnelle. Braun a déclaré à Space Magazine que depuis le développement du logiciel, l'un des domaines qu'il souhaitait «visiter depuis le sol» était la fameuse avalanche de poussière capturée en direct par HiRISE. Ses images offrent une vue entièrement nouvelle - et époustouflante - de Mars.
Braun a déclaré que le logiciel est utile pour examiner divers domaines d'intérêt, en particulier là où nous n'avons pas encore d'autres reconstructions 3D détaillées (basées sur la stéréo-imagerie). Auparavant, nous avons montré des films en 3D sur Space Magazine que Doug Ellision et d'autres d'UnmannedSpaceflight.com ont créés à partir de DEM HiRISE (modèles d'élévation numériques) qui sont une grille ou un fichier raster décrivant les valeurs d'altitude à des points régulièrement espacés, ou des publications . Les DEM HiRISE sont fabriqués à partir de deux images haute résolution de la même zone, prises sous différents angles de vue par le vaisseau spatial. Les gens de HiRISE disent que la création d'un DEM est compliquée et implique un logiciel sophistiqué et beaucoup de temps, à la fois du temps de calcul et des heures de travail.
Mais le logiciel de Braun (bien qu'il lui ait fallu un certain temps pour se développer) permet un temps de traitement modéré, environ 15 minutes par image à résolution moyenne, en utilisant environ 2 gigaoctets de mémoire. De plus, aucune texture ou coloration / ombrage supplémentaire n'a été appliquée lors du rendu de la surface, et chaque détail visible est de la vraie 3D jusqu'au niveau du pixel.
Mais, Braun ne pense pas que sa méthode soit en aucune façon «supérieure» aux efforts de l'équipe HiRISE.
«Bien au contraire», m'a-t-il dit par e-mail. «Traditionnellement, on considère que les méthodes de forme à partir d'un ombrage à image unique comme celle que j'ai développée complètent bien les méthodes à images multiples (stéréo) en raison des faiblesses d'une méthode (distorsions à grande échelle dans les méthodes à image unique par rapport aux méthodes moins de résolution de détail dans les méthodes multi-images) est la force de l'autre. En outre, les DEMs HiRISE officiels sont généralement plus précis pour reproduire exactement les hauteurs absolues du terrain (également en utilisant un étalonnage basé sur l'altimètre), ce qui est important pour un usage scientifique, tandis que mes DEM sont moins bien calibrés car ils sont principalement destinés à des fins de visualisation. »
Le principal avantage de la méthode d'image unique est qu'elle peut être utilisée sur des images presque arbitraires de zones où il n'y a pas encore de couverture 3D, comme la capture d'un événement comme une avalanche.
«D'une certaine manière, cela ouvre la porte à une vision entièrement nouvelle des grands ensembles de données 2D existants, a expliqué Braun. "Par exemple, je travaille actuellement sur une extension de la méthode aux images radar pour des reconstructions 3D haute résolution des ensembles de données Venus Magellan à la plus haute résolution."
La méthode logicielle de Braun pourrait être considérée davantage comme une forme d'art.
«Je considère mon logiciel et mes algorithmes non pas comme un instrument de mesure scientifique», m'a expliqué Braun dans un e-mail, «mais plutôt comme un outil de visualisation qui laisse un peu de licence artistique, un degré de liberté d'interprétation, c'est-à-dire les moyens de créer des images atmosphériques et ce sont ces images qui sont le véritable «produit final publiable» de tout le processus. Les algorithmes et les logiciels ne sont pour ainsi dire que «le pinceau du peintre et le chevalet» ou la caméra virtuelle du photographe. »
Emily Lakdawalla a fait un travail formidable pour expliquer le pourquoi et le comment de tout le processus dans le blog de la Planetary Society: (allez-y si vous voulez une description plus détaillée) "Imaginez un morceau de papier froissé éclairé par un projecteur. Les facettes du papier froissé qui sont perpendiculaires au projecteur apparaîtront les plus brillantes; les facettes inclinées loin du projecteur apparaîtront sombres. Si vous supposez que tout dans l'image reflète la lumière de la même manière, vous pouvez dire par son albédo ou sa luminosité, s'il est incliné vers ou loin de la source de lumière. "
Ci-dessus, l'image originale de HiRISE. Lorsque vous regardez ces images, n'oubliez pas que cette escarpe particulière sur Mars est une haute falaise de plus de 700 m (2300 pieds) de hauteur et une pente de plus de 60 degrés. Un mélange de glace, de roche et de poussière peut être vu, gelé dans le temps, alors qu'il dégringole le long de la pente, éjectant un panache de poussière alors que les débris commencent à se déposer sur la pente douce au bas de la falaise. Le nuage éjecté mesure environ 180 mètres de diamètre et s'étend sur environ 190 mètres au-delà de la base de la falaise.
Braun nous a dit qu'il travaillait sur de nouvelles images que nous espérons pouvoir partager avec vous bientôt, et nous lui remercions de nous avoir permis de publier les images d'avalanche sur Space Magazine.
Suivez ce lien pour voir l'intégralité de la galerie de Braun de magnifiques rendus 3D en couleur de l'avalanche, dérivés de l'image HiRISE publiée à l'origine, rendus sous différentes positions de visualisation et directions de source de lumière.
