1. Data -acquisitie:het verzamelen van de grondstof
* Satellietbeelden: Dit is de fundamentele laag. Satellietbeelden met hoge resolutie bieden een breed, top-down view van de wereld. Deze afbeeldingen worden vastgelegd door satellieten die rond de aarde draaien en bieden een uitgebreid visuele record. De resolutie is in de loop der jaren aanzienlijk verbeterd, waardoor meer details mogelijk zijn.
* luchtfotografie: Vliegtuigen of drones uitgerust met gespecialiseerde camera's vliegen over specifieke gebieden, waarbij overlappende beelden vanuit verschillende hoeken worden vastgelegd. Dit biedt een hogere resolutie en meer detail dan satellietbeelden.
* Street View Cars &Trekker: Deze voertuigen uitgerust met arrays van camera's, lidar (lichtdetectie en variërende) sensoren en GPS-eenheden rijden langs wegen en paden, waarbij 360 graden panorama's en gedetailleerde 3D-puntwolken van straatniveau-omgevingen worden vastgelegd. De trekker is een rugzakversie voor gebieden die niet toegankelijk zijn voor auto's.
* door de gebruiker ingediende foto's: In sommige gevallen maakt Google gebruik van door de gebruiker gecontroleerde foto's om gaten te vullen of de kwaliteit van 3D-modellen te verbeteren, hoewel deze gegevens meestal zorgvuldig worden doorgelicht en geïntegreerd.
2. 3D -reconstructie:beelden omzetten in modellen
* fotogrammetrie: Dit is de kerntechniek voor het maken van 3D -modellen van 2D -afbeeldingen.
* Feature Detectie: De software identificeert belangrijke functies (hoeken, randen, texturen) in overlappende afbeeldingen.
* Feature matching: Vervolgens komt deze functies overeen met deze functies over meerdere afbeeldingen, en begrijpt hoe hetzelfde punt in de echte wereld vanuit verschillende perspectieven komt.
* structuur uit beweging (sfm): Met behulp van de gematchte functies en bekende cameraposities (van GPS en andere sensoren), reconstrueert het algoritme de 3D -structuur van de scène, waardoor de positie en oriëntatie van de camera voor elke afbeelding wordt geschat. Dit creëert een schaarse puntwolk die de scène vertegenwoordigt.
* Dichte reconstructie: De schaarse puntwolk wordt vervolgens gebruikt als een basis om een dichtere, meer gedetailleerde puntwolk te creëren. Dit vult de gaten in en creëert een completere 3D -weergave.
* Generatie van mesh: Ten slotte wordt de puntwolk omgezet in een 3D -gaas, een netwerk van onderling verbonden driehoeken die het oppervlak van het 3D -model vormen.
* Lidar (lichtdetectie en variërend):
* laserscanning: LIDAR -sensoren stoten laserpulsen uit en meten de tijd die het nodig heeft voordat het licht terugkeert. Dit zorgt voor zeer nauwkeurige metingen van de afstand tot objecten.
* Punt Cloud Generation: De LIDAR -gegevens worden gebruikt om een dichte 3D -puntwolk te maken die de omgeving vertegenwoordigt. Dit is met name waardevol voor het creëren van nauwkeurige 3D -modellen van terrein en gebouwen, en is preciezer dan fotogrammetrie voor complexe vormen.
* Fusie met beelden: De LIDAR -gegevens worden vaak gecombineerd met beelden om kleur en textuur toe te voegen aan de 3D -modellen, waardoor een realistischer uiterlijk ontstaat.
* machine learning en ai: Google gebruikt machine learning om:
* de beeldverwerking verbeteren: Verbeter de beeldkwaliteit, verminder ruis en corrigeer voor vervormingen.
* Objectherkenning: Identificeer en classificeer objecten in de afbeeldingen (bijv. Bomen, gebouwen, auto's, mensen). Dit zorgt voor geautomatiseerde labeling en annotatie van de 3D -modellen.
* Gap vulling: Vul ontbrekende gegevens in of gebieden in waar de 3D -reconstructie onvolledig is.
* Verbetering van textuur: Genereer realistische texturen en details voor de 3D -modellen.
* Procedurele generatie: Maak 3D-modellen van objecten die moeilijk direct te vangen zijn (bijv. Bomen, vegetatie), met behulp van algoritmen die realistisch ogende representaties genereren.
3. Gegevensverwerking en optimalisatie:
* Georeferencing: Alle gegevens zijn precies georefereerd, wat betekent dat deze is afgestemd op een globaal coördinatensysteem. Dit zorgt ervoor dat de 3D -modellen nauwkeurig op de aarde worden geplaatst.
* Gegevensfusie: Gegevens uit verschillende bronnen (satellietbeelden, luchtfotografie, straatweergave, lidar) worden gecombineerd en geïntegreerd om een compleet en consistent 3D -model te creëren.
* vereenvoudiging en optimalisatie: De 3D -modellen zijn vaak vereenvoudigd en geoptimaliseerd om hun bestandsgrootte te verminderen en de prestaties te verbeteren, met behoud van een hoog niveau van detail. Dit is cruciaal voor het efficiënt streamen van de gegevens via internet.
* texturen: Afbeeldingen worden "geprojecteerd" op het 3D -gaas om het realistische kleur en textuur te geven.
4. Display en visualisatie:
* Tiled Rendering: De 3D -wereld is verdeeld in tegels, waardoor alleen de gebieden die momenteel zichtbaar zijn voor de gebruiker efficiënte streaming en weergave van alleen de gebieden mogelijk maakt.
* Detailniveau (LOD): Verschillende detailniveaus worden gebruikt voor objecten, afhankelijk van hun afstand van de gebruiker. Verre objecten worden met lagere details weergegeven, terwijl dichterbijere objecten met hogere details worden weergegeven. Dit helpt om de prestaties te verbeteren en de hoeveelheid gegevens te verminderen die moeten worden gestreamd.
* realistische renderingtechnieken: Technieken zoals schaduw, verlichting en schaduwen worden gebruikt om een meer realistische en meeslepende ervaring te creëren.
Belangrijke technologische vooruitgang die de 3D -werelden van Google mogelijk maken:
* Verhoogd rekenkracht: Massale rekenkracht in datacenters is cruciaal voor het verwerken van de enorme hoeveelheden gegevens die betrokken zijn bij 3D -reconstructie.
* vooruitgang in computer vision: Verbeterde algoritmen voor functiedetectie, matching en 3D -reconstructie.
* machine learning: Geautomatiseerde beeldverwerking, objectherkenning en kloofvulling.
* Sensoren met hoge resolutie: Geavanceerde camera's en lidarsensoren die meer gedetailleerde en nauwkeurige gegevens vastleggen.
* Efficiënte gegevensopslag en streaming: Schaalbare infrastructuur voor het opslaan en streamen van de enorme hoeveelheden 3D -gegevens.
Samenvattend is de 3D -wereld van Google een resultaat van een complex en geavanceerd proces dat geavanceerde technologieën en technieken combineert, waaronder satellietbeelden, luchtfotografie, straatweergave, lidar, fotogrammetrie, machine learning en efficiënte gegevensverwerking en streaming. Het is een continu proces van gegevensverzameling, verwerking en verbetering, constant evolueren om gebruikers de meest nauwkeurige en gedetailleerde weergave van de aarde te bieden.