Una nova finestra a l’oceà: SeaSplat supera el “vel aquàtic”
L’oceà és un món ple de misteris, però la seva exploració visual ha estat limitada per un obstacle elemental: l’aigua. La llum es dispersa i s’atenua sota la superfície, degradant el color i eliminant detalls crucials. Aquesta distorsió complica la recerca científica, la navegació de robots submarins i la documentació visual d’entorns marins.
Amb la nova eina SeaSplat, desenvolupada pel MIT i la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), la situació pot canviar radicalment. Aquesta tecnologia aconsegueix una cosa fins ara impensable: generar imatges submarines en 3D amb color real, com si l’aigua hagués estat “evaporada” digitalment.
La clau: una fusió entre 3D Gaussian Splatting i un model físic de la llum
Què és el 3D Gaussian Splatting?
El 3D Gaussian Splatting (3DGS) és una tècnica emergent que permet crear escenes tridimensionals d’alta fidelitat sense recórrer a malles poligonals complexes. Aquesta tècnica utilitza “pinzellades” en 3D –les gaussianes– que representen punts en l’espai amb color, forma i opacitat.
Aquest mètode destaca per la seva eficiència en temps real i per generar resultats visuals d’alta qualitat. No obstant això, en entorns submarins, les distorsions òptiques de l’aigua impedeixen que el 3DGS convencional funcioni correctament.
El model físic de la llum submarina
Aquí entra en acció el segon pilar de SeaSplat:
un model físic rigorós que descriu com la llum interactua amb l’aigua, tenint en compte fenòmens com l’atenuació (pèrdua d’intensitat i color) i la retrodispersió (llum reflectida per partícules).
SeaSplat combina aquest model amb el 3DGS, integrant-lo en el procés d’optimització.
Això li permet “separar” matemàticament l’efecte de l’aigua i restaurar els colors i les formes reals dels objectes.
Resultats sorprenents: reconstruccions en 3D i color fidel
Els resultats obtinguts per SeaSplat són espectaculars.
A partir d’imatges capturades per bussos o robots submarins des de diferents angles, SeaSplat reconstrueix escenes 3D on cada element conserva el color autèntic, independentment de la perspectiva.
El sistema detecta i corregeix la distorsió de cada píxel, basant-se en una equació matemàtica que modela la llum en el medi aquàtic.
A més, aprèn simultàniament tant la geometria de l’escena com les propietats òptiques de l’aigua.
Aplicacions: del monitoratge dels esculls a la robòtica submarina
L’impacte potencial de SeaSplat és enorme. Algunes aplicacions destacades inclouen:
- Biologia marina: detectar l’emblanquiment dels coralls i avaluar la biodiversitat amb més precisió.
- Robòtica submarina: millorar la navegació d’AUVs i ROVs amb models visuals més precisos.
- Arqueologia marina: documentar naufragis amb fidelitat cromàtica.
- Enginyeria oceànica: inspeccionar infraestructures com tubs i cables subaquàtics.
- Divulgació científica: crear experiències immersives de realitat virtual submarina.
Conclusions: cap a una visió submarina “transparent”
SeaSplat representa un abans i un després en l’exploració submarina. La seva capacitat per “evaporar digitalment” l’aigua mitjançant una combinació de gràfica computacional i física òptica obre una nova era per a la ciència marina.
Encara queden reptes, com optimitzar el càlcul per a dispositius autònoms en temps real, però el camí és clar: una nova generació de visió submarina més nítida, precisa i realista ja és aquí.
