Software reconstrueert Rome in 3D

Lichte, scherpe silhouet van de Lupa Capitolina, gebruikt als vervangfoto

Krachtige computers werken bij wijze van test momenteel aan de drie dimensionale reconstructie in hoge resolutie van diverse bekende gebouwen. Dat gebeurt automatisch, met een nieuw programma, dat bronmateriaal verzamelt bij de vele duizenden (vakantie)foto’s die surfers dagelijks op het wereldwijde web plaatsen. Omwille van haar gevarieerde en veelzijdige architectuur is de stad Rome door de initiatiefnemers uitgekozen voor wat wellicht de eerste echte virtuele 3D-stad ter wereld zal worden. De onderzoekers beginnen met een basis van zo’n 1 miljoen foto’s van Rome. Daar komen er in de loop van hun project zeker nog bij en ze zullen er waarschijnlijk een paar jaar mee zoet zijn. De eerste testresultaten zijn nu al verbluffend. “We gaan zien in hoeverre we Rome in z’n geheel vrijwel perfect kunnen reconstrueren, niet alleen het straatbeeld, aan de buitenzijde, maar ook binnen de gebouwen, door het invoegen van interieurbeelden en het invoegen van bomen, straatmeubilair, kunstwerken en monumenten” aldus initiatiefnemers Steve Seitz en Michael Goesele. Als dit werkelijkheid wordt – en er is momenteel geen enkele reden meer waarom dat niet zo zou zijn – staan gidsen, reisleiders en andere mensen die (city)trips voorbereiden nog heel fantastische tijden te wachten. Om van de miljoenen toeristen die op deze manier van hun reis zullen kunnen nagenieten nog maar te zwijgen.

Door gebruik te maken van deze door internetters gedeelde (vakantie)beelden zijn de nu al actieve maar nog vrij experimentele software-robots reeds in staat gedetailleerde 3D-reconstructies van eender welk onderwerp te maken. De eerste visualisatieprocessen ogen nog een beetje primitief maar volgens onderzoekers Michael Goesele en Steve Seitz is de verfijning daarvan slechts een kwestie van tijd en zal het wellicht niet zo lang duren vooraleer de klassieke plattegronden op de internetrouteplanners en gps-systemen tot het verleden zullen behoren. Als dat zo is, hebben de uitvinders ongetwijfeld goud in handen, want dit gaat veel verder dan bv. Google Earth.

Michael Goesele meent echter dat dit slechts één van de vele toepassingen van de nieuwe software zal zijn. Dit zou weleens de ‘You Tube’ van de cartografie kunnen worden. “Waar moet je naartoe, waar precies moet je zijn? Een mailtje en een software-robotje wijst je wel de weg en dat op een zodanige manier dat je onmogelijk nog verloren kan lopen of rijden. Welke toerist zou je met zo’n systeem nog zien rondlopen met een stadsplan op papier? Je vraagt via je gsm of IPod meteen de 3D-route vanaf de plek waar je nu bent tot aan de bezienswaardigheid die je wil bezoeken.

De initiatiefnemers maken met hun programma uitsluitend gebruik van publiek gedeelde foto’s, bijvoorbeeld de database van Flickr, die momenteel al meer dan een miljard foto’s telt. De toepassing verloopt in een eerste experimentele fase al volledig geautomatiseerd en zou op termijn moeten leiden tot een zeer waarheidsgetrouw drie dimensionaal model van de belangrijkste plaatsen ter wereld. Het spreekt vanzelf dat dit in de allereerste plaats de meest bekende steden zijn. En is Rome niet de meest gefotografeerde stad ter wereld? De kans is dan ook groot dat Rome de eerste stad zal zijn waarvan het eerste vrijwel perfecte 3D-model zal worden gerealiseerd.

Met als bron bijvoorbeeld de pakweg 23.000 beelden die van het Colosseum op, alleen al, de internetsite Flickr te vinden zijn, kan het softwareprogramma van de onderzoekers meteen de best bruikbare foto’s sorteren. Uiteraard is de resolutie van de beelden erg belangrijk. Hoe hoger de resolutie hoe beter het eindresultaat. Dat wil zeggen: de foto moet ingescand zijn met deftige apparatuur of genomen zijn met een fatsoenlijke digitale camera. Exemplaren waarop mensen te zien zijn worden er uitgefilterd om latere privacy-claims te vermijden.

De computer rekent vervolgens de precieze afmetingen en verhoudingen van de gebouwen uit door gebruik te maken van ingewikkelde logaritmes en vectoriële vergelijkingen van beelden die onder verschillende hoeken zijn genomen. De eerste wereldwijde tests zijn reeds achter de rug. Met de software werd ondermeer een basisreconstructie gemaakt van de Sint-Pietersbasiliek in Rome. Dat kostte amper twee uur tijd en gebeurde aan de hand van precies 151 foto’s, genomen door een vijftigtal verschillende amateurfotografen.

Al bij al beperkt bronmateriaal dus. Maar het resultaat is nu reeds verbluffend en de vraag die daarbij meteen kan worden gesteld, is wat er dan mogelijk zal zijn met meer tijd en een paar miljoen beelden van veel meer fotografen. De onderzoekers zijn zoals gemeld momenteel bezig om heel het historische centrum van Rome, dit met behulp van ongeveer een miljoen foto’s, in 3D te reconstrueren. Er staan ons dus nog leuke dingen te wachten. En het is erg fijn te weten dat onze lievelingsstad voor dit soort projecten een geliefdkoosd doelwit is.

http://grail.cs.washington.edu/projects/mvscpc/

http://www.flickr.com/search/?q=colosseum&m=tags

http://vision.middlebury.edu/mview/eval/

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op 6 november 2007 op het Romenieuws-archief.