Kameraların ışığı nasıl yakaladığını doğru bir şekilde modelleyebilen güçlü bir yazılım aracı, uzayda kullanılmak üzere yeni görüntüleme sistemlerinin gelişimini demokratikleştirmeye yardımcı olabilir.
Glasgow Üniversitesi’nden Dr. George Brydon, çevrimiçi kod deposu Github’da ücretsiz indirilebilen Simply adlı açık kaynaklı aracı geliştirdi.
Bilim adamlarına ve mühendislerine geleneksel olarak yalnızca büyük şirketler veya özel araçlara erişimi olan diğer yüksek finanse edilen araştırma ve geliştirme organizasyonları için mevcut olan sofistike bir görüntü simülasyonuna kolay erişim sağlamayı amaçlamaktadır.
Araç, çok çeşitli kamera sistemlerinin yeteneklerini göstermek için ışık, yüzeyler, lensler ve sensörler arasındaki etkileşimleri sanal olarak modelleyebilir ve araştırmacıların donanım geliştirmeye geçmeden önce prototip tasarımlarının performansını doğrulamalarına yardımcı olur.
Kullanıcı tarafından sağlanan verilere dayanarak sahneleri doğru bir şekilde hale getirmek için sofistike ışın izleme ve fiziksel modelleme teknikleri kullanır. Kamera sensörleri tarafından oluşturulan gürültüyü ve pinshole ve fisheye’dan panoramik tarama kameralarına kadar keyfi lens projeksiyonlarını taklit edebilir.
Dergide yayınlanan yeni bir makalede Uzay: Bilim ve Teknoloji, Dr. Brydon, Simply’nin, gerçek dünya dışı yüzeylerin uzay aracı tarafından çekilen görüntülerle karşılaştırıldığında, fotoğrafları uzaydan doğru bir şekilde modelleme yeteneğini nasıl doğruladığını gösteriyor.
Yüzeylerinden yansıtılan ve uzay aracının yerleşik kameraları tarafından yakalanan ışığın ayrıntılı simülasyonlarını yaratmak için aya, asteroit Itokawa’ya önceki görevler tarafından toplanan yüksek çözünürlüklü 3D veriler kullandı.
Makalede, Dr. Brydon, giriş verileri yeterli kalite olduğunda gerçek fotoğrafları yüksek fiziksel doğrulukla çoğaltan simüle edilmiş görüntüler üretebildiğini göstermek için simüle edilmiş görüntülerin fiziksel parlaklıklarının ve görüntü özelliklerinin analizini kullandı.
Son derece ayrıntılı giriş verileri sağlandığında, yazılım gerçek görüntülerden görsel olarak ayırt edilemeyen görüntüler üretebilir. Makale bunu, 2007 yılında Rosetta Misyonu tarafından alınan ayın bir görüntüsünü, yansıtmayı, ayın topografisini ve kamera sensörü tepkisinin ayrıntılarını yüksek bir doğrulukla yeniden yaratan bir simülasyonla gösteriyor.
Glasgow Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’nda işbirlikçi bir araştırma görevlisi olan Dr. Brydon, “Simply’nin gelişiminin ilk aşamaları, yeni uzay aracı kameralarını modellememe yardımcı olacak özgürce kullanılmayan araçlar olmadığını fark ettiğimde, doktorum sırasında başladı.
“Kamera geliştirme üzerinde çalışan büyük şirketler, kendi yazılımlarını yapmak için kaynaklara sahip oldukları için çok çeşitli güçlü araçlara erişebiliyor, ancak bu araçlar özel kalıyor ve diğer araştırmacılar için erişilemiyor.
“Sadece Python programlama dilini tam olarak geliştirme konusundaki hedefim, gezegen bilimi ve uzay aracı tasarım alanındaki araştırmacılar için yaygın olarak erişilebilen bir araç yapmaktı. Üniversite öğrencilerinden, aksi takdirde yazılımdaki potansiyellerini tam olarak modellemek için gereken kaynaklara erişemeyen harika fikirlerle üniversite öğrencilerinden Mühendislere kadar herkes için ücretsiz kullanım için mevcuttur.
“Makale, donanım ve yazılım geliştirmenin maliyetinin o kadar yüksek olduğu uzay uygulamaları için ne kadar yararlı olabileceğini açıkça gösteriyor ki, tasarım ve testleri desteklemek için hızlı, ücretsiz görüntü simülasyonu kullanmanın gerçek bir avantajı var. Umarım serbestçe kullanılabilir ve açık kaynakların, başkalarının araştırma ve geliştirme projeleri için kullanmasını ve yeni görüntüleme kapabalarını kolaylaştırmasını sağlayacaktır.”
Kağıt, Simply’nin gezegen yüzeylerini modelleme yeteneğine odaklanırken, aracın sofistike modellemesi onu bilgisayar görme geliştirmedeki çok çeşitli uygulamalar için yararlı hale getirebilir. Dr. Brydon, aracın kendi kendine giden arabalarda kullanım için kameraların geliştirilmesinde veya futbol, golf veya tenis gibi sporlar için top izleme teknolojileri için kullanabileceğine inanıyor.
Halen, yeni kullanıcıların teknolojiyi kendi projeleri için benimsemelerine yardımcı olmak için destekleyici belgeleri geliştirmenin yanı sıra ek kamera modelleri ve gelişmiş özellikler eklemek için çalışıyor.
Simply, Glasgow Üniversitesi Coğrafi ve Yer Bilimleri Okulu’ndan Dr. Brydon ve Dr. Divya Persaud arasındaki işbirlikçi araştırmaları destekliyor ve gezegensel yüzey bilimi için yeni görüntüleme teknikleri geliştirmek için gezegensel jeolojiyi kamera sistemi modellemesi ile birleştiriyor.
