การสร้างภาพเคลื่อนไหวเมฆในสามมิติโดยใช้ออโตมาตาแบบแก๊สแลตทิช

Abstract

การแสดงภาพเคลื่อนไหวของเมฆในสามมิติจากภาพถ่ายดาวเทียมสองมิติ มีความสำคัญอย่างมากต่อการศึกษาสภาพภูมิอากาศของโลก เนื่องจากภาพถ่ายดาวเทียมเป็นภาพที่บันทึกข้อมูลสภาพภูมิอากาศจริงในแต่ละช่วงเวลา และการนำภาพถ่ายดาวเทียมสองมิติมาแสดงผลเป็นภาพเมฆสามมิติด้วยวิธีการทางคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ จะช่วยเพิ่มมุมมองของภาพให้มากยิ่งขึ้น ทั้งนี้มีหลายแอพพลิเคชั่นที่ต้องการแสดงภาพเมฆในสามมิติจากภาพถ่ายดาวเทียม อาทิเช่น ในการสร้างมโนภาพของภูมิอากาศ การรายงานสภาพอากาศ และในโปรแกรมจำลองการบิน เป็นต้น แต่อย่างไรก็ตามภาพถ่ายดาวเทียมมักถูกบันทึกในช่วงเวลาที่ต่างกัน จึงทำให้การแสดงภาพเคลื่อนไหวของเมฆขาดความต่อเนื่อง ฉะนั้นจึงนิยมสร้างเฟรมของภาพถ่ายดาวเทียมหรือภาพสามมิติ ส่วนที่ไม่มีข้อมูลขึ้นมาใหม่เพื่อช่วยให้ภาพเคลื่อนไหวของเมฆมีความต่อเนื่อง ขั้นตอนแรกของงานวิจัยจะเป็นส่วนการสร้างข้อมูลสามมิติของเมฆจากภาพถ่ายดาวเทียมต้นทางและภาพถ่ายดาวเทียมปลายทาง โดยใช้วิธีทางเซลลูลาร์ออโตมาตาที่พัฒนาขึ้นใหม่ สำหรับจำลองภาพสามมิติของเมฆจากภาพถ่ายดาวเทียม จากนั้นจึงนำข้อมูลสามมิติของภาพถ่ายดาวเทียมทั้งสองภาพ มาสร้างเป็นภาพเคลื่อนไหวของเมฆด้วยการประยุกต์หลักการของวิธีออโตมาตาแบบแก๊สแลตทิซ ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้สำหรับสร้างพลวัตรให้กับอนุภาคของไหลภายใต้การเคลื่อนที่แบบกริด และนำสถานะเวกเตอร์ความเร็วของเพื่อนบ้าน มาเป็นเงื่อนไขของการเปลี่ยนแปลงทิศทาง สำหรับการทดสอบวิธีของงานวิจัยฯ ผู้วิจัยได้พัฒนาซอฟแวร์ที่ใช้ประมวลผลภาพสามมิติของเมฆจากภาพถ่ายดาวเทียม เพื่อทดสอบกับภาพถ่ายดาวเทียมที่มีเมฆหลายๆ แบบ ซึ่งวิธีการของงานวิจัยฯ มีความรวดเร็วในการประมวลผล และสามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวของเมฆในสามมิติได้อย่างน่าพอใจเมื่อเทียบกับวิธีการอื่น