Avalanche em Marte 3D: Reconstrução a partir de uma Única Imagem 2D – Novo Método

Muitos de vocês que seguem esse blog devem lembrar-se das belas imagens enviadas em 2008 pela sonda Mars Reconnaissance Orbiter, que registrou uma avalanche no planeta Marte, lembram? Com isso, um pesquisador chamado Bernhard Braun, do site: http://www.unmannedspaceflight.com/, criou algumas diferentes visualizações 3D deste evento, disponibilizando imagens nunca antes vista. Para isso ele utilizou um software desenvolvido por ele mesmo que é capaz de criar imagens tridimensionais a partir de somente uma imagem bidimensional. Normalmente para se criar uma visualização 3D é necessário no mínimo duas imagens, ou a combinação de imagens com outros dados como, por exemplo, a altitude. Mas o algoritmo desenvolvido por Braun, chamado de reconstrução 3D fotoclinométrica de imagem simples, ou para simplificar o modo de falar, forma a partir da sombra, permite moldar objetos tridimensionais, recuperando dados das sombras registrados em imagens 2D. Braun disse ao site Universe Today que desde que desenvolveu o software, uma das áreas que ele queria testar a ferramenta era justamente a avalanche em Marte.

Braun disse que o software é útil para observar várias áreas de interesse, em particular onde não se tem nenhuma outra reconstrução 3D. Imagens 3D de Marte já foram divulgadas utilizando os Modelos Digitais de Terreno, nesse tipo de reconstrução são usadas duas imagens de alta resolução de uma mesma área, obtidas com ângulos diferentes. Porém para se criar esse tipo de representação, a tarefa não é fácil e requer softwares especializados, além de consumir muito tempo de processamento.

Já o software desenvolvido por Braun, permite um tempo de processamento razoável, em torno de 15 minutos para imagens de resolução média, gastando 2 gigabytes de memória. Neste caso também, nenhuma textura ou coloração adicional foi aplicada quando estava se rodando o processo de renderização da superfície, e cada detalhe visível é um detalhe real em 3D.

Mas Braun não pensa que seu método é de forma alguma superior aos métodos da equipe oficial de cientistas da missão. Ele disse por e-mail que muito pelo contrário. Tradicionalmente métodos de uma única imagem de forma a partir de sombra, como o que ele desenvolveu, são considerados complementares aos métodos de multi-imagens, pois a fraqueza de um método (grandes distorções no método de imagem única versus menor detalhe nos métodos multi-imagem) é o forte de outro. Os processamentos oficiais também são segundo ele, mais precisos, pois utilizam dados de altimetria, o que é importante para fins científicos, já no caso de Braun como o objetivo é a visualização essea precisão com a altitude não é levada em consideração.

A principal vantagem do método de imagem única é que ele pode ser usado em qualquer imagem arbitrária onde não existe uma cobertura 3D ainda, capturando eventos interessantes como a avalanche marciana.

Braun disse que de certa forma esse método abre uma imensa porta para a visualização da grande quantidade de dados 2D existentes. Ele está atualmente trabalhando na montagem em alta resolução e em 3D dos dados obtidos pela sonda Magalhães em sua viagem ao planeta Venus. O software desenvolvido por Braun pode ser considerado mais do que uma forma de arte.

No ponto de vista de Braun, softwares e algoritmos são mais do que instrumentos de análise científica. Eles podem também ser considerados como ferramentas que dão certa liberdade artística e um certo grau de liberdade na interpretação.

Aqui primeiro vamos mostrar a imagem original 2D. Essa imagem registra uma escarpa particular de Marte com uma altura de 700 metros e com inclinação de declive de mais de 60 graus. Uma mistura de gelo, rocha e poeira podem ser visto congelado no tempo, a avalanche pode ser vista como se ejetasse uma pluma de poeira e detritos, começando desde a escarpa e indo até o pé da montanha. A nuvem de material ejetado tem aproximadamente 180 metros de extensão e se estende aproximadamente 190 metros além da base da montanha.

Braun disse que está trabalhando em novas imagens e que serão disponibilizadas em seu site pessoal em breve: http://www.thethirdplanet.de/mars_gallery/Dust_Avalanche/index.htm

Imagem 2D da avalanche em Marte.
Imagem da avalanche em 3D reconstruída por Braun e seu método.
Reconstrução 3D da avalanche em Marte via método de forma a partir de sombra.
Reconstrução 3D da avalanche em Marte a partir de uma única imagem 2D.

Fontes:

http://www.universetoday.com/2010/02/25/stunning-new-looks-at-the-mars-avalanche/

http://www.unmannedspaceflight.com/

http://www.planetary.org/blog/article/00002310/

http://www.thethirdplanet.de/mars_gallery/Dust_Avalanche/index.htm

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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