Projeto de Processamento de Imagens

Modelagem e Visualização de Terrenos baseada em Fotografias





Modelagem de terrenos é um problema inerente a aplicações de diversas categorias, entre as quais podemos citar: aplicações geográficas; simulações de vôos e de combates; criação de ambientes para filmes, animações e games; etc. Neste trabalho abordamos conceitos referentes a Modelagem e Visualização de Terrenos baseando-se em fotografias. Para tal criamos inicialmente uma base de dados com fotografias de paisagens e elementos específicos de um terreno, e a partir desta mostramos algumas aplicações relacionadas a terrenos virtuais. O desenvolvimento deste trabalho ocorreu em quatro etapas:

Primeiro Passo:

  • Criar base de dados.
  • Classificar elementos presentes nas imagens.

Segundo Passo:

  • Identificar características do Terreno identificaveis nas imagens
    • Identificar tarefas que podem ser executadas a partir do reconhecimento de características de imagens de terrenos e paisagens.

Terceiro Passo:

  • Utilizar características extraidas nas imagens para modelagem de terrenos e sintese de textura

Quarto Passo:

  • Desenvolver protótipos de aplicações que relacionam fotografias e modelos reais de terrenos.

Desta forma podemos colocar bem nosso problema como: queremos encontrar maneiras de relacionar a fotografia com o processo de modelagem e sítese de textura de terrenos. Desta forma, a motivação era unir o interesse de pesquisa do autor em Modelagem e Visualização de terrenos com a temática da disciplina (Processamento de Imagens com enfase em Fotografia Computacional).

O principal objetivo deste trabalho foi de identificar como uma fotografia (ou uma coleção de fotografias) pode auxiliar o processo de modelagem de terrenos ou quais outras formas em que estes dois elementos podem ser relacionados.

Neste linha alguns tópicos foram estudados e alguns protótipos foram implementados. Vale ressaltar que devido a abrangência do tema, e o curto período de desenvolvimento (de agosto a novembro de 2010) não havia a pretensão de se aprofundar muito em nenhum dos temas estudados. O principal objetivo era identificar possibilidades e analisar o potencial destas.

Neste contexto, criamos a base dados identificando os principais elementos presentes nas paisagens. Juntamente com essa base e dados, outra fonte de informação organizada foi um relatório técnico sobre a biosfera terrestre (análise geomorfológica sobre biomas e relevos). A partir das imagens da base de dados, identificamos algumas características que pudessem ser exploradas para extrair de informações referentes ao local fotografado e propriedades dos elementos presentes nas imagens. Utilizando essas características, citamos algumas possiveis aplicações relacionadas ao tema que podem ser desenvolvidas. Uma classe específica de características de imagens de terrenos referem-se a geometria do relevo na paisagem. Com essa informação, uma aplicação para modelagem de terrenos a partir de sketches, implementada a priore pelo autor dessa pesquisa, foi estendida para utilizar curvas extraidas de imagens. Além da geometria, outro importante elemento em um modelo de terreno são os atributos visuais. Uma das melhores formas de se agregar atributos visuais a um terreno é atraves de texturas. Foi implementado, neste projeto, uma aplicação que, a partir de exemplares de textura extraido de uma fotografia de uma paisagem sintetisa uma textura com uma dimensão maior e em diferentes escalas. Por fim, criamos algumas aplicações que relacionam fotografias (ou simulação de fotografia) com modelos de terrenos.

Este trabalho é requisito obrigatório da disciplina Processamento de Imagens, lecionada pelo Prof. Luiz Velho, no IMPA, no período de agosto a novembro de 2010. O aluno Leandro Moraes V. Cruz, autor deste trabalho, apresentou este projeto no dia 25 de novembro de 2010. Abaixo seguem os links da apresentação: