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Rubrik: Wissenschaft

Revolutionäres Bildgebungssystem: 3D-Modelle in kürzester Zeit

Freitag, 4. August 2017, 10:02

Das Advanced Imaging and Visualization Laboratory (AIVL) an der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) hat ein revolutionäres Multifunktions-unter-Wasser-Aufnahme-System entwickelt, das in der Lage ist, Ultra High Definition Videos (UHDTV) , 2D-Mosaik-Bilder und 3D-Modelle von Objekten unter Wasser und dem Meeresboden zu generieren. Die neue Technologie wird derzeit an mehreren Schiffswracks in den USA und Europa erprobt

Corsair

Das 3D-Abbild zeigt eine Corsair (ein Kampfflugzeug aus dem Zweiten Weltkrieg) in ca. 40m tiefem Wasser. Das Flugzeug musste aufgrund von Treibstoffmangel ca. 3km von Koko Marina, Hawaii entfernt, notwassern, Foto: © Advanced Imaging and Visualization Laboratory, Woods Hole Oceanographic Institution

„Diese neuen bildgebenden Systeme können weite Bereiche des Meeresbodens und Wracks in optischen Auflösungen visualisieren, die bisher nicht erreichbar waren", so William Lange, Direktor der AIVL.

Rouse Simmons

Das 3D-Abbild zeigt die „Rouse Simmons", einen Schoner der im Lake Michigan während eines heftigen Sturmes im Jahr 1912 gesunken ist. Das Schiff hatte Weihnachtsbäume für Chicago geladen, Foto: © Advanced Imaging and Visualization Laboratory, Woods Hole Oceanographic Institution

Die hochmoderne Technologie ermöglicht eine schnelle Produktion von 3D-Modellen auf Grundlage der Meeresboden-Bilder. Diese Modelle können die Forscher dann von allen Seiten betrachten und sich in die Modelle einzoomen. So sind die Forscher in der Lage neue Verständnisse von UW-Strukturen jeglicher Art zu entwickeln: von Wracks, über Schwarze Raucher oder Korallenriffe bis hin zu unzugänglichen bzw. verseuchten Meeresumgebungen.

Die neuen nahezu millimetergenauen 3D-Modelle entstehen auf Grundlage von digitalen optischen Bildern und nicht, wie bisher üblich auf Grundlage von Laser-Messungen. Im Gegensatz zu 3D-Bildern, die eine statische Ansicht in drei Dimensionen ermöglichen, sind diese neuen Modelle in der Lage, das Volumen eines Objekts von allen Seiten in hochauflösend zu präsentieren.

„Diese neue Technologie wird es uns ermöglichen, die Unterwasserwelt, wie etwa die hydrothermischen Quellen, praktisch zu erforschen. Sie hilft uns auch Struktur und Langlebigkeit von Objekten unter Wasser, wie etwa Pipelines oder Schiffswracks, besser zu verstehen," so Lange.

Derzeit benötigt man für die Erstellung von 3D-Modellen Monate. Das neue Bildgebungssystem macht die Erstellung der Modelle in kürzeren Zeiträumen möglich – auch bei Expeditionen auf See.
In der Regel verbringen Wissenschaftler nach einer Forschungs-Expedition auf See Wissenschaftler Wochen oder Monate mit der Auswertung von Bildern und Videos, die von UW-Fahrzeugen oder anderen Instrumenten gesammelt wurden. Die neuen 3D-Modelle helfen, den Prozess der Interpretation von Daten zu optimieren.

Die Forscher können auch bereits vorhandenes Fotomaterial, das von früheren Expeditionen stammt, in ihr Modell integrieren. Dies erlaubt Vergleiche und zeigt so Veränderungen an UW-Strukturen im Laufe der Zeit. Die Forscher sind dabei, solche Zeitreihen in ein 3D-Modell des Wracks der „Titanic“ zu integrieren. Sie wandeln Fotos, die im Jahr 2011 entstanden sind in ein 3-D-Modell um und integrieren neu erworbenes Fotomaterial.

„Das Modell der ‚Titanic' basiert auf einer Zeitreihe von Fotos aus 25 Jahren. So können wir anhand dieses Modells eine Menge darüber erfahren, was mit Schiffswracks in der Tiefsee passiert,“ so Lange.

Infos: http://www.whoi.edu.

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