דגם דיגיטלי של הטיטאניק: הצצה לתהליך Reality Capture

חדשות לידאר (Lidar News) חוזרת לפרויקט הדגם הדיגיטלי של הטיטאניק.

היום, Lidar News צוללת אל נושא שמרתק את העולם כבר למעלה ממאה שנה – הטיטאניק. בחודש שעבר דיווחנו על הדגם הדיגיטלי המרשים של הטיטאניק שיצרה חברת Magellan, אשר לכדה את שרידי הספינה בפרטי פרטים שלא נראו כמותם בעבר. פרויקט זה כבר שינה את ההבנה ההיסטורית של רגעיה האחרונים של הטיטאניק, וחשף מאפיינים ושינויים מבניים שלא תועדו מעולם – ממצאים שהיו גם נושא לסרט תיעודי בערוץ נשיונל ג'יאוגרפיק.

עם זאת, רבים בקהילת ה-Reality Capture תהו: איך בדיוק נוצר הדגם הדיגיטלי של הטיטאניק? חלק מהכתבות כינו את התהליך "סריקה", ואחת מהן אף ציינה "מיליוני סריקות לייזר". אבל פרט לכך, כמעט ולא פורסמו פרטים על תהליך ה-Reality Capture של הספינה – ובעיקר על תפקידה של טכנולוגיית ליידר (LiDAR).

לכן, Lidar News פנתה לדאג סקוט, מנהל הפרויקט בחברת Magellan, שהוביל את מיפוי הטיטאניק, כדי להבין מה באמת דרש הפרויקט הענק הזה – מהחומרה והניווט ועד לעיבוד הנתונים וצילומי הפוטוגרמטריה מתחת למים.

16 טרה-בייט בעומק של 3,800 מטרים

לכידת שרידי הטיטאניק, ששוכנים כמעט 3,800 מטר מתחת לפני הים, לא הייתה משימה פשוטה. חברת Magellan הפעילה שני כלי ROV ייעודיים בשם רומיאו וג’ולייט – רובוטים תת-ימיים בגודל של מכונית קטנה, במשקל של כ-4 טון כל אחד. הם מחוברים לספינה בכבלים שמעבירים חשמל ונתונים דרך סיבים אופטיים.

כל רכב מצויד במצלמות ברזולוציה גבוהה, ושמר על מרחק של 2–3 מטר מהשרידים – קרוב מספיק כדי לקלוט פרטים, אך מבלי לגעת באתר – בהתאם לפרוטוקול מחמיר.

על כל ROV הותקנו מדפים ייעודיים שפותחו על ידי חברת Voyis הקנדית, המתמחה בתצפיות מעומק רב. כל רכב נשא חיישנים מגוונים: מצלמות HD, ליידר, פלאשים, מערכת ניווט אינרציאלית (INS), יומן מהירות דופלר (DVL), ומערכת USBL לאיכון אקוסטי.

ליידר שימש לצד המצלמות לצורך איסוף נתונים, אך בשלב זה לא שולב בשחזור הסופי של Magellan. במקום זאת, סונאר שימש לניווט בלבד ולא לבניית מודל תלת-ממדי. זהו הפרויקט הראשון של החברה שמשלב ליידר, וסקוט מעריך שהוא ישחק תפקיד חשוב יותר בפרויקטים עתידיים.

ניווט מדויק ללא GPS: אתגרי העומק

אחת המשימות המורכבות ביותר הייתה להבטיח חפיפה של לפחות 75% בין התמונות – בלי להסתמך על GPS. במקום זאת, Magellan השתמשה בשילוב של USBL, INS ו־DVL. עם זאת, גם מערכות אלה מספקות דיוק חלקי בלבד בעומקים כאלו.

סלאם SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) לא שימש בפרויקט הזה, מאחר והוא מתקשה להתמודד עם אתר בסדר גודל של הטיטאניק.

כדי לפתור את הבעיה, מומחי פוטוגרמטריה היו על הסיפון והנחו את טייסי ה־ROV לחזור לאזורים מסוימים לפי הצורך. התיאום בין מערכות ניווט, צוות אנושי וכלי צילום היה קריטי להצלחת השחזור. הפעולה נמשכה כמעט ברצף במשך שלושה שבועות – שבוע מעבר לתכנון – הודות למזג אוויר מצוין ותפקוד מעולה של הציוד.

מאחורי הקלעים: עיבוד הנתונים

מאגר הנתונים כלל לבסוף כ־715,000 תמונות ברזולוציה גבוהה, והמודל הסופי הגיע לגודל של 16 טרה-בייט.

העיבוד החל כבר על גבי הספינה, לביצוע בקרת איכות מוקדמת ולוודא שלא הוחמצו אזורים חשובים – קריטי במיוחד לאור העובדה שהאתר מרוחק מאוד. לדברי סקוט, הספינה נדרשת לשבועיים הפלגה כדי להגיע לאתר, וההוצאות היומיות עומדות על כ־100,000 דולר.

הגרסה הראשונה של הדגם הושלמה לאחר כשלושה־ארבעה חודשים, ולאחר מכן עברו למעלה משנה של עיבוד חוזר, תוך שיפור התהליכים.

לקח מרכזי שסקוט שיתף מפרויקטים קודמים בתחום הפוטוגרמטריה התת-ימית: תשומת הלב לפרטים היא הכול. הצלחה דורשת כיסוי מלא, מים צלולים (ללא עכירות) ותאורה איכותית. את כל אלה ניתן להשיג רק עם טייסים מנוסים ששומרים על יציבות, לא מערבבים את קרקעית הים ופועלים לפי רשת סריקה מדויקת מראש – משמעת שאפשרה את יצירת הדגם הדיגיטלי המדויק כל כך של הטיטאניק.

להביא את הטיטאניק לציבור

המודל ברזולוציה מלאה עדיין גדול מדי להפצה, אך גרסה מופשטת משמשת את חוויית ה־vROV של Magellan, הזמינה לקהל הרחב ב־$24.99 – חוויה אינטראקטיבית בתלת־ממד של ספינת הטיטאניק.

החברה שואפת להנגיש בעתיד את הדאטה המלא, אך בשלב זה גודלו מונע זאת.הם גם מתכננים להרחיב את פלטפורמת ה־vROV לאתרים תת־ימיים נוספים כמו פתחי גיאותרמיה ואתרים היסטוריים נוספים בעומק הים.

ל־Magellan, זה היה פרויקט מתוך תשוקה. הצוות עבר בסמוך לאתר הטיטאניק בין משימות, ומייסד החברה ניצל את ההזדמנות הנדירה לתעד את האתר באופן שלא נעשה קודם.התוצאה – לא רק אחד מהשחזורים הדיגיטליים המרשימים ביותר שנוצרו אי פעם – אלא גם דרך חדשה ומרתקת לציבור להתחבר לעולמות התת־ימיים של כדור הארץ.