فتوگرامتری چیست؟ | وبلاگ انویدیا

منبع: https://blogs.nvidia.com/blog/2023/06/07/what-is-photogrammetry/

پرسپکتیو هندسی روشی است که با ایجاد نقاطی که عمق را به نمایش می‌گذارند، یک شی سه بعدی را در یک میدان دو بعدی به تصویر می‌کشد. در بالای این پایه، جنبه هایی مانند هندسه، سایه و نور بلوک های سازنده رندرهای واقع گرایانه هستند.

دو نوع فتوگرامتری وجود دارد: هوایی و زمینی.

ایده فتوگرامتری به اواخر دهه 1400 یعنی تقریباً چهار قرن قبل از اختراع عکاسی برمی گردد. لئوناردو داوینچی توسعه داد اصول پرسپکتیو و هندسه تصویریکه از ارکان اساسی فتوگرامتری هستند.

با گرفتن هر چه بیشتر عکس از یک منطقه یا محیط، تیم‌ها می‌توانند مدل‌های دیجیتالی یک سایت را بسازند که بتوانند آن را مشاهده و تجزیه و تحلیل کنند.

کسانی که امروز به دنبال دوختن یک صحنه هستند، چندین عکس از یک سوژه از زوایای مختلف می‌گیرند، و سپس آنها را از طریق یک برنامه تخصصی اجرا می‌کنند، که به آنها اجازه می‌دهد داده‌های همپوشانی را برای ایجاد یک مدل سه‌بعدی ترکیب و استخراج کنند.

به لطف پیشرفت در فناوری فتوگرامتری، اشیاء، مکان‌ها و حتی دوقلوهای دیجیتالی صنعتی را می‌توان به صورت حجمی – در زمان واقعی – برای اشتراک‌گذاری و حفظ کرد. کاربردهای فتوگرامتری در صنایع در حال گسترش هستند و به طور فزاینده ای در دسترس هستند.

برای مثال، Instant NeRF و Neuralangelo از شبکه‌های عصبی برای ارائه صحنه‌های سه‌بعدی کامل تنها از چند ده عکس ثابت یا کلیپ ویدیویی دوبعدی استفاده می‌کنند. Instant NeRF می تواند ابزاری قدرتمند برای کمک به حفظ و به اشتراک گذاری مصنوعات فرهنگی از طریق کتابخانه های آنلاین، موزه ها، تجربیات واقعیت مجازی و پروژه های حفاظت از میراث باشد. زیاد هنرمندان در حال حاضر صحنه های زیبایی خلق می کنند از دیدگاه های مختلف با Instant NeRF.

درباره فتوگرامتری بیشتر بدانید

فتوگرامتری هوایی دوربین را در هوا ایستگاه می کند تا از بالا عکس بگیرد. این به طور کلی در سایت های بزرگتر یا در مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است استفاده می شود. فتوگرامتری هوایی یکی از پرکاربردترین روش ها برای ایجاد پایگاه های اطلاعاتی جغرافیایی در جنگلداری و مدیریت منابع طبیعی است.

برای دقیق ترین نتایج فتوگرامتری، تیم ها به یک مجموعه داده عظیم و با وفاداری بالا نیاز دارند. عکس های بیشتر منجر به دقت و دقت بیشتر می شود. با این حال، پردازش مجموعه داده‌های بزرگ ممکن است طولانی‌تر طول بکشد و تیم‌ها برای مدیریت فایل‌ها به قدرت محاسباتی بیشتری نیاز دارند.

فتوگرامتری از قدرت GPU برای کمک به بردار کردن عکس استفاده می کند که باعث تسریع در دوخت هزاران تصویر به یکدیگر می شود. و با قابلیت‌های رندر بلادرنگ و هوش مصنوعی پردازنده‌های گرافیکی حرفه‌ای RTX، تیم‌ها می‌توانند گردش‌های کاری سه بعدی را تسریع کنند، رندرهای فوتورئالیستی ایجاد کنند و مدل‌های سه بعدی را به‌روز نگه دارند.

تاریخچه و آینده فتوگرامتری

آخرین پیشرفت‌ها در پردازنده‌های گرافیکی به تیم‌ها کمک می‌کند تا به این موضوع رسیدگی کنند. استفاده از پردازنده های گرافیکی پیشرفته مانند NVIDIA RTX کارت‌ها به کاربران امکان می‌دهند پردازش را سرعت بخشند و مدل‌های با وفاداری بالاتر را حفظ کنند، همه اینها در حالی که مجموعه داده‌های بزرگ‌تری را وارد می‌کنند.

تحقیقات انویدیا همچنین در حال توسعه تکنیک های هوش مصنوعی است که به سرعت صحنه های سه بعدی را از مجموعه کوچکی از تصاویر تولید می کند.

با حافظه بزرگ پردازنده‌های گرافیکی حرفه‌ای RTX، معماران، مهندسان و طراحان می‌توانند به راحتی مجموعه داده‌های عظیمی را برای ایجاد و مدیریت سریع‌تر مدل‌های فتوگرامتری مدیریت کنند.

به عنوان مثال، تیم های ساختمانی اغلب به تکنیک های فتوگرامتری برای نشان دادن پیشرفت در سایت های ساخت و ساز متکی هستند. برخی از شرکت ها تصاویری از یک سایت برای ایجاد یک راهنما مجازی می گیرند. اما یک سیستم ضعیف می‌تواند منجر به یک تجربه بصری متزلزل شود که از جلسه کاری با مشتریان یا تیم‌های پروژه می‌کاهد.

موزه‌ها می‌توانند تورهایی از اقلام یا مکان‌هایی که در غیر این صورت فضایی برای نمایش نداشتند ارائه دهند. خریداران می توانند از تجربیات واقعیت افزوده استفاده کنند تا ببینند چگونه یک محصول ممکن است قبل از خرید در یک فضا قرار بگیرد. و طرفداران ورزش می توانند صندلی هایی را با بهترین دید انتخاب کنند.

به لطف «نماهای خیابان»، می‌توان از ابزارهای نقشه‌برداری مدرن برای بررسی یک رستوران قبل از تصمیم‌گیری برای رفتن به آنجا استفاده کرد، مسیرها را با مشاهده مکان‌های دیدنی منطقه یا شبیه‌سازی تجربه حضور در جاده‌ها، بهتر هدایت کرد.

بخوانید:   چین: قاطعانه از منافع خود دفاع خواهیم کرد

تکنیک های فتوگرامتری همچنین می توانند در صنایع مختلف از جمله معماری و باستان شناسی استفاده شوند. به عنوان مثال، نمونه اولیه فتوگرامتری مربوط به سال 1849 بود، زمانی که افسر فرانسوی Aimé Laussedat از عکس های زمینی برای ایجاد اولین بررسی معماری پرسپکتیو خود در Hôtel des Invalides در پاریس استفاده کرد.

برخلاف اسکن سه بعدی که از نور لیزر ساختاریافته برای اندازه گیری مکان نقاط در یک صحنه استفاده می کند، فتوگرامتری از تصاویر واقعی برای گرفتن یک شی و تبدیل آن به یک مدل سه بعدی استفاده می کند. این بدان معناست که فتوگرامتری خوب به مجموعه داده خوبی نیاز دارد. همچنین مهم است که با الگوی مناسب عکس بگیرید، به طوری که هر منطقه از یک سایت، بنای تاریخی یا مصنوع پوشیده شود.

انواع روش های فتوگرامتری

فتوگرامتری زمینی، با نام مستعار فتوگرامتری با برد نزدیک، بیشتر بر روی شی متمرکز است و معمولاً به تصاویر گرفته شده توسط یک دوربین دستی یا سه پایه متکی است. این امکان جمع آوری سریع داده ها در محل و ضبط تصاویر با جزئیات بیشتر را فراهم می کند.

تسریع گردش کار فتوگرامتری با GPU

پیشرفت های فتوگرامتری اکنون به کاربران اجازه می دهد تا به سطوح جدیدی از غوطه وری در تجسم های سه بعدی دست یابند. این تکنیک همچنین راه را برای ابزارهای پیشگامانه دیگری مانند فناوری ثبت واقعیت هموار کرده است که داده ها را در مورد شرایط دنیای واقعی جمع آوری می کند تا اطلاعات قابل اعتماد و دقیقی را در مورد اشیاء فیزیکی و محیط به کاربران ارائه دهد.