Imagico.de

blog

Ein klarerer Blick auf die Berge

| Keine Kommentare

Ich habe während der letzten paar Monate an einer Reihe technischer Verbesserungen bei der Qualität von 3d-Ansichten gearbeitet. Diese möchte ich hier vorstellen zusammen mit einer Reihe neuer Bilder der Region Kaschmir/Karakorum/Pamir, welche zur Demonstration dieser Neuerungen gut geeignet ist.

Das Entfernen von Schattierung

Satellitenbilder zeigen so wie sie aufgenommen wurden immer eine bestimmte Beleuchtung, welche der Position der Sonne zum Zeitpunkt der Aufnahme entspricht. Wenn man so ein Satellitenbild direkt darstellt, ist die Schattierung durch diese gerichtete Beleuchtung von großer Bedeutung für die Lesbarkeit des Bildes. Die Flexibilität bei der Wahl der Beleuchtung ist dabei im Allgemeinen sehr gering und beschränkt sich in den meisten Fällen auf die Wahl der Jahreszeit der Aufnahme, wenngleich es da ein paar Ausnahmen von gibt, über die ich hier auch schon mehrmals geschrieben habe.

Die meisten Leute, die 3d-Visualisierungen auf Grundlage von Satellitenbildern produzieren, nutzen diese inherente Beleuchtung wie sie aufgenommen wurde als Grundlage für die Visualisierung. Dies bedeutet dann natürlich, dass man keinerlei Flexibilität in dieser Hinsicht bei der Darstellung hat und führt auch gewöhnlich zu kleineren Inkonsistenzen dadurch, dass die sichtbare Schattierung meist nicht präzise zur dargestellten 3d-Geometrie passt. Dies wird vom Betrachter als Einschränkung des Realismus der Darstellung wahrgenommen und lenkt vom eigentlichen Inhalt der Visualisierung ab.

Aus diesem Grund verwenden meine 3d-Ansichten eine präzise berechnete Simulation der Beleuchtung, wie sie individuell für die jeweilige Ansicht ausgewählt wurde, und zwar unabhängig von der Beleuchtung bei der Aufnahme der verwendeten Bilddaten. Viele meiner Ansichten zeigen beispielsweise eine Abend-Beleuchtung, während die Satellitenbilder am Vormittag entstanden sind. Damit das gut funktioniert muss ich natürlich die Schattierung in Folge der Beleuchtungsrichtung bei der Aufnahme aus den Bilddaten entfernen. Das mache ich mittlerweile seit mehr als zehn Jahren. Der Prozess dafür ist über die Jahre immer weiter verbessert worden und die neuesten Modifikationen haben insbesondere zu einer besseren Genauigkeit und Robustheit in schwierigen Situationen geführt. Hier ein paar Beispiele.

 

Original L1C-Bild

Kompensiert für Atmosphere und Schattierung

Man sieht, dass die Version mit Kompensation der Schattierung irritierend flach und strukturlos aussieht – das ist aber genau das Ziel dabei, denn der Eindruck der Topographie der Erdoberfläche soll am Ende ja durch die hierauf aufbauende Berechnung der Schattierung bei der simulierten Beleuchtung in der 3d-Ansicht kommen. Und während man die Relief-Struktur im Bild ohne Schattierung nicht mehr erkennen kann, sind die Unterschiede in der eigentlichen Färbung der Erdoberfläche deutlich besser erkennbar nachdem die Schattierung entfernt wurde.

Klarere Geometrie

Eine weitere Verbesserung hab ich in Form einer neuen Vorverarbeitung der Geometrie-Daten eingeführt, bei der das Rauschen unter Erhalt der Konturschärfe reduziert wird. Ich verwende hier die ALOS AW3D30 Reliefdaten – welche eine gute Abdeckung in dieser Region bieten. Diese Daten weisen – genau wie alle anderen vergleichbaren Datensätze – einen erheblichen Anteil unkorrelierten Rauschens auf, der bei einer direkten Verwendung in der Darstellung zu sehen ist. Indem ich dieses Rauschen reduziere und dabei darauf achte, die tatsächlichen Reliefdetails zu erhalten, bekomme ich eine klarere und besser lesbare Darstellung. Das verwendete Verfahren ist angelehnt an die Methoden, welche ich für die Generalisierung von Schattierten Relief-Darstellugen in 2d verwende.

Original-Reliefdaten mit Rauschen


Mit Reduktion des Rauschens und Generalisierung der Reliefdaten

Beispiele

Hier verschiedene Beispiele aus der Region Kaschmir/Karakorum/Pamir, welche unter Verwendung der beschriebenen Techniken produziert sind. Alle diese sowie weiter Bilder finden sich im Katalog.

Zunächst die bekannte Ansicht des K2, welche ich auf der Hauptseite von services.imagico.de zeige in der alten und in der neuen Version.

K2 – Ansicht von 2006


K2 – Ansicht von 2019

Und hier eine Auswahl weiterer Bilder dieser Region.

Das westliche Ende des Himalayas


Der Nanga Parbat


Der obere Teil des Karakorum


Das Hunza-Tal von Süden


Der Fedtschenko-Gletscher


Der Tian Shan

Hinterlassen Sie eine Antwort

Pflichtfelder sind mit * markiert.



Durch das Abschicken Ihres Kommentars stimmen Sie der Datenschutzrichtlinie zu und erlauben, dass die eingegebenen Informationen (mit Ausnahme der eMail-Adresse) in diesem Blog veröffentlicht werden.