ساخت گرافیک چهار بعدی با تلفن همراه در آینده‌ای نزدیک

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از UPI، امروزه همه از تلفن همراه هوشمند و دوربین‌های دیجیتال استفاده می‌کنند اما آیا می‌توان با تلفن همراه مدل‌های پیچیده سه‌بعدی ساخت، یا حتی گرافیک چهار بعدی که در آن بعد چهارم، یعنی زمان هم در نظر گرفته شده باشد؟ دانشمندان علوم رایانه طرحی پژوهشی در وین قصد دارند این کار را انجام دهند. یکی از کاربردهای این گرافیک چهار بعدی، حفاظت از میراث فرهنگی در اروپاست.

میکائل وایمر، متخصص علوم کامپیوتر و مسئول هماهنگ کننده این طرح می‌گوید: «بازسازی مدل‌های سه‌بعدی این روزها بسیار پرهزینه است. یک دلیلش ابزارهای گران قیمتی است که باید به کار برد. بعد هم نیاز به برنامه‌ریزی دقیق است تا بدانیم این ابزارها را برای بازسازی بخش‌های مختلف شیء کجا باید مستقر کرد. در این پروژه تلاش ما این است که بازسازی را خیلی ساده‌تر کنیم و از ابزارهای ساده‌تر مثل تلفن‌های همراه معمولی یا دوربین‌های دیجیتالی که همه دارند استفاده کنیم».

دانشمندان این طرح مشغول طراحی نرم‌افزارهای کامپیوتری و الگوریتم‌های هستند که پس از محاسبات پیچیده ریاضی، عکس‌های بی‌جان را به مدل‌های سه‌بعدی تبدیل کند.

سمیر اروج، دانشمند رایانه از دانشگاه فنی دارمشتات در آلمان که با طرح «ساخت تصاویر چهار بعدی» همکای می‌کند، می‌گوید: «برای رسیدن به این نتیجه، چالش‌های فنی متفاوتی وجود دارد: تصاویر اصلی مقیاس‌های کاملا متفاوت دارند. بعضی عکس‌ها از دور گرفته شده است. برخی فقط جزئیات را نشان می‌دهد. این فاصله‌های متفاوت باعث می‌شود نمونه‌برداری‌های عددی متفاوتی از سطح انجام شود. اگر عکس از فاصله دور گرفته شده باشد، نمونه‌ها دقیق نیست و باید به جای آنها از نمونه‌هایی استفاده شود که مربوط به عکس از فاصله نزدیک است تا بتوان جزئیات ظریف را به دقت بازسازی کرد».

او می‌گوید: «چالش دیگر این است که تشخیص داده شود کدام تصاویر به یک سطح مربوط می‌شوند حتی اگر به نظر برسد که جزئیاتی که نشان می‌دهند متفاوت است. مثلا نورگیری شیء ممکن است فرق کند: در یک عکس آفتاب به شدت می‌تابد و در عکس دیگر هوا ابری است و کامپیوتر باید بتواند این دو عکس را به هم ارتباط دهد».

به این ترتیب، چالش اصلی دانشمندان این پروژه این است که برنامه کامپیوتری‌ای طراحی کنند که شکل اشیای واقعی در محیط‌های در حال تغییر و تحول را تشخیص بدهد. یکی از محققان این طرح می‌گوید که این کار اصلا ساده نیست.

تمی بوبکور، دانشمند رایانه از دانشگاه پاریس-سکله و از محققان طرح «ساخت تصاویر چهار بعدی» در این باره می‌گوید: «مدل‌های کامپیوتری و الگوریتم‌هایی می‌سازم که با آنها بتوان داده‌هایی را که از عکس‌های سه‌بعدی به دست می‌آید تجزیه و تحلیل کرد. باید حتما تمام داده‌هایی را که در دنیای واقعی اندازه گرفته شده‌اند و تعدادشان شاید یک میلیون یا یک میلیارد نقطه دیجیتال برسد، به شیء مجازی سه‌بعدی تبدیل کرد که نرم‌افزارها بعدا بتوانند با این شیء کار کنند. هدف نهایی ما این است که دنیای واقعی را به دنیای مجازی بیاوریم. برای این کار نیاز است همزمان با سه پارامتر مختلف کار کنیم: باید شکل، حرکت و ظاهر دنیای واقعی را به صورت عدد در بیاوریم تا بتوانیم تبدیل و تحول مجازی آنها را در نرم افزارهای تحت کنترل کاربر بررسی کنیم».

دانشمندان کامپیوتر در این طرح همچنین این نکته را بررسی می‌کنند که چگونه می‌توان با استفاده از داده‌های واقعی، بازسازی‌های چهار بعدی به دست آورد؛ بازسازی‌هایی که در آنها بعد چهارم یعنی زمان هم در نظر گرفته شده باشد. آنها سیستم‌هایی ساخته‌اند که با استفاده ازعکس‌هایی که باستان‌شناسان هنگام حفاری می‌گیرند، گرافیک چهار بعدی می‌سازد.

پژوهشگران امیدوارند این فناوری تا پنج سال دیگر به بازار بیاید. یکی از کاربردهای این فناوری در آینده می‌تواند حفاظت از میراث فرهنگی باشد.

مایکل وایمر درباره کاربرد این فناوری می‌گوید: «می‌توان این مدل‌های سه‌بعدی را در نمایشگاه‌ها و موزه‌ها به کار برد. مزیتش این است که به وجود آوردن این مدل‌ها ساده‌تر می‌شود و مثلا حتی کسانی که در محل کاوش‌های باستان‌شناسی کار می‌کنند می‌توانند مستقیما وارد معرکه بشوند و این مدل‌ها را خودشان بسازند».