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是說在前文裡,CobraChen大提出了兩點意見,一是關於防空飛彈攔截巡弋飛彈目前所面臨到的問題,另一個則是有關衛星空照圖的三維模擬技術。就前者這個問題來說,CobraChen大的觀念提醒,實在令人受益匪淺,個人也因此再找了相關的書籍文章來補強這方面的知識,實在非常感謝CobraChen大的賜教。的確,防空飛彈系統如何捕捉追蹤來襲巡弋飛彈的訊號,及其如何識別的問題,並不是如表面上所想像的那麼簡單容易。不是擁有防空飛彈,就一定能有效攔截這類的遙攻武器。反過來說的話,類似於JSOW的萬箭彈,也不是只要部署S-300防空飛彈就能攔截。在這一個矛與盾的競賽中,目前是以矛這一方略佔優勢。台灣過去選擇發展數款攻勢武器,就這個切入點來看,似乎也算是明智之舉。至於後者所談到如何由衛星空照圖來模擬建築物的各立面,這就是屬於「假圖」的範圍了,如果不好好談談這方面的東西,那就實在愧對於這個叫「假圖天國」的部落格了。

本文最上面那張建築物的空照圖,是從Google map上抓下來的,原建築物在東京某個地區,個人從來沒有去過,所以其實完全不知道這棟建築物的各向立面到底是長什麼樣。而下面這張三維模擬圖,則是幾個月前為了教學方便所製作的示範檔案。當時主要是用來示範動畫視角的控制,與假圖真圖的相互疉合技巧,這次剛好可以拿來說明三維模擬的觀念。下圖的這個視角,其實完完全全與上面衛星空拍圖是一樣的。

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 而三維模擬強大之處,就是在建好模型後,可以全視角移動,而這也就是三維假圖與二維假圖最大的不同之處。在下面的這張三維模擬圖中,其視角已經稍微向下微調了一點點,並且還向右方挪移了幾度。於是我們可以看到更多的立面,遠比衛星俯視空拍的照片,看到更多建築物立面的細節。

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下面這張三維模擬圖,視角又向下調整了幾度,同時也繼續向右方移動。這讓我們可以看到更多建築物立面的細節。但是重點來了,我怎麼會知道立面長什麼樣子,我又沒有真的去看過這個建築物,在抓圖製作模型時,Google map的街景功能也還沒有上線,那要如何去進行立面的三維模擬??

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其實關鍵就是,衛星空拍圖往往並非垂直九十度向下拍,我在最上面的那張衛星空拍圖中,其實可以隱約讀到兩個立面的大致情況,剩下的就是我猜的。學術一點的說法是「電腦三維輔助繪圖軟體運算下的立體建物模擬」,白話一點也可以說是「那就是我唬爛的」。因為看不到就是看不到,電腦再聰明也無法模擬,人類除非有天眼通,否則也無法千里視物。所謂的「模擬」,也絕對都是要「有所本」才能進行。下面這張圖的視角又向下移了一點,我們可以看到兩側立面的更多細節與形狀,但是這些細節是衛星空照圖裡所沒有的。

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那為什麼我敢這樣唬爛,敢作這套假圖。關鍵在看到輪廓後,其實建築的細節並不難猜,因為建築物的立面受到法規與結構的影響,有其一定的規則性,不容易改變。我在看到衛星空拍圖裡二個高角度拍攝的模糊立面後,去猜真正的立面應該會長什麼樣子,然後再交由電腦三維軟體去模擬。渲染出建物的立面陰影與細節。由於我並非建築或室內設計科系出身,因此這些招數都是我在假圖修練的歷程中,遇到的高手教我的。這些名師高手很多都是建築科班出身,對於猜建築語彙有極佳的功力,甚至在完全沒有任何資料下,他們也能自己設計出一個不離譜的立面來瞞天過海。

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雖然目前也有許多三維輔助繪圖軟體號稱有自我智慧模擬的功能,但是說實話,在這個領域裡,電腦的人工智慧仍然無法完全取代人腦,因為由二維照片轉為三維的立體空間模型,對電腦而言,仍然是無法承受的運算量。而且建築立面很多時候是受美感與法規所影響,而人類無法去教電腦何謂美感,也無法教電腦如何去判斷興建每棟建築的業者,是不是個黑心的建商,因為黑心的建商可能會遊走於法規邊緣,以二次施工的方式增建各種違建,好獲取最大的商業利益。在世界各地的街頭走一圈,違法違建的例子舉世皆然。而這都是電腦無法靠人工智慧去判斷模擬的。目前最進步的方法,也就是由電腦去比對過去的資料庫,列出最有可能的選項,由人腦介入判斷,選取最適合的答案,再交由電腦去進行後續的光陰模擬。而這樣的方式,其實就是我所說的「唬爛法」,因為人腦介入的決策過程,在資料不足時,也只能是用猜的,憑過去的經驗去選擇最有可能的情況。

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 所以有越多的資料,越有助於三維立面的模擬。空拍的衛星照片,如果有越大的傾斜角或是各種的角度,對於模擬的過程會越有幫助。因為不同的視角資料,對於避免誤判,有關鍵性的影響。只有一個角度的影像資料,常常會讓判讀者出現各種的錯誤。因為三維的空間,每個物體都是三維的,有越多角度的資料越能得到物體的全貌,這是顯而易見的道理。再者,很多時候,空拍的照片也容易因為樹木、鄰棟、陰影等各種外在因素的影響,而遮蔽了目標,運氣好的話,可以從規則性的立面去模擬出看不到的地方,但是運氣差一點,就是全部猜錯,因為被遮住的地方很可能在過去偷偷增建了一個超級奇怪的違建,任誰也猜不出為什麼當初會蓋成這樣。沒有影像的參考資料,就算神仙來恐怕也無法猜到當初屋主那根筋不對,會去蓋了這樣的違建。

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也因此,如果有一個人可以去這棟建築物的旁邊,拍幾張照片回來,那我可以保證這個三維模擬的正確度與精細度會增加數倍。因為這個模型就是我在極度缺乏資料的情況下,憑二個模糊立面與直覺去模擬出來的。而另外兩個我無法取得的立面,我就完全無法去猜會長什麼樣子。如上圖所示,當模型旋轉到另一邊的立面時,我們只能大概知道有陽台,但是陽台裡的開窗形式就沒有人知道了。因為我們任何資料都沒有。當然我們也可以就已經有資料的二個立面去類推,但是有人可以保證一定是這樣嗎??這時候如果有個人假裝是遊客去給我拍幾張照片,那真的對三維模擬有非常大的幫助。不只可以確定未知立面的門窗形式,還能確認已知立面的模擬是否正確。更重要的是,以人的視角所拍的照片,通常可以利用已知物品的大小,來推出建築物的大略尺寸。比如冷氣機大小是固定的,那就可以推算出門窗的大小,由門窗的大小,就可以算出柱距。如此一來,建築物的模擬精準度會大增。甚至再由多個不同的已經尺寸物件來反推回去,如大量製造的統一規格鋼製水塔、翻個廣告就可以查到的汽車車長、故定大小的廣告招牌,都可以一一利用照片去比對與模擬,最後得到精確度在20公分以內的三維模型,並非什麼難事。

也因此三維模擬並不難,難的是無法全部交給電腦去作,而且有些目標要找人去現場拍可能風險很大。當然,以上說的並不包括台灣的軍事要地,因為闖入去偷拍被逮到的人是一點事也沒有。

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留言列表 (13)

發表留言
  • 初二
  • thanks
  • 小六
  • 這也就是為什麼現在科技這麼發達了,還是需要情報人員直接現場調查的原因了(忘了那個術語叫啥了XD)
  • David Wu
  • 恩.街景建築物的顏色跟空照圖對照起來,
    好像錯了
  • ぺいおーす
  • 狗籃素蛇鼠一窩!!!^3^~~~~
  • max
  • 當然,以上說的並不包括台灣的軍事要地,因為闖入去偷拍被逮到的人是一點事也沒有。

    真是經典名言啊!
  • Targus
  • 軍用的可見光影像為了提高sensor的感度並節省後段處理的複雜度, 通常只會用灰階影像, 所以模型的顏色只要深淺差不多就可以正確判讀了, 色調並不是那麼重要.
  • 吳龍
  • 這代表著一件事,就算老共的衛星能看透我們的軍事基地,還是需要派人偷拍.


    有賣台賊執政,當然偷拍被逮會沒事!!否則怎麼能作賣台賊呢?
  • S
  • 推最後一段XDD
  • lyl
  • 這似乎與電腦視覺(computer vision)技術的運用有關,DARPA以前大概有很多project在做這些東西吧!
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