Как это сделано, как это работает, как это устроено.

Все мы пользуемся картами Google, но многие ли из нас задумывались о технологиях сбора фотоинформации, без которой зачастую уже невозможно представить себе жизнь? Mashable.com подготовил список интересных фактов о том, как работает команда Google Maps.

1. Сколько данных уже собрано Google Maps?
Если объединить спутниковые, снятые с воздуха изображения и снимки улиц, то всего в Google Maps более, чем 20 петабайт данных, что составляет примерно 21 миллион гигабайт или около 20500 терабайт.

2. Как часто обновляются изображения?
В зависимости от наличия данных, аэрофотоснимки и спутниковые фотографии обновляются каждые две недели. обновляются так быстро, как возможно, хотя Google не смог предоставить конкретных данных в связи с зависимостью от таких факторов, как погода, условия вождения и т.д.

По словам представителя Google, пользователи иногда сообщают о “неприятных моментах” на картах гугл, как правило, в Street View. Кстати, каждый может помочь картам стать лучше – нужно просто нажать кнопку пользователи “Сообщить о проблеме” в нижней части изображения, эти запросы регулярно отслеживаются сотрудниками Google.

4. Делает ли Google размытым лицо каждого человека?
Google использует автоматическую технологию размытия лиц и номерных знаков для защиты частной жизни людей, пользователи могут даже потребовать дополнительного усиления эффекта.

5. Кто владеет спутниками, которые используются для съемок?
Спутниковые снимки для Google Maps и Google Earth приходят из широкого круга источников и от сторонних поставщиков. Эта же информация доступна любому, кто лицензирует или приобретает ее у общественности, государственных, коммерческих и частных источников.

6. Частные территории?
Владельцы спутников могут потребовать размытия определенной области на снимках. В Street View доступны изображения дорог общего пользования и частные центры в рамках Партнерской программы Street View.

7. В каких странах можно заглянуть внутрь музеев и зданий с помощью Street View?
По этой технологии Google работает с тысячами бизнесменов в восьми странах: США, Великобритания, Австралия, Новой Зеландия, Франция, Канада, Ирландия и Нидерланды. В дополнение к различным бизнес-строениям, вы можете виртуально прогуляться по Белому дому, Музею “Метрополитен” и другим известным достопримечательностям.

А в вы можете посетить 156 музеев по всему миру.

8. Сколько изображений в рамках проекта Street View было сделано?
Десятки миллионов с 2007 года, объезжено командой более 5 миллионов километров дорог.

9. Какой тип камеры используется для Street View?
Первоначально Google работал с небольшим количеством объективов и низким качеством изображений, но сейчас система камер Street View имеет 15 линз и может снимать фотографии разрешением около 65 мегапикселей.

10. Как образом делаются бесшовные панорамы?
15 линз в система Street View снимают в различных направлениях, камеры на автомобиле делают перекрывающие кадры. Затем команда выравнивает фотографии и совмещает их вместе, чтобы создать непрерывный 360-градусный панорамный образ, используя методы визуализации с целью уменьшить швы.

11. Как работает команда Google Maps там, где автомобили не проходят?
Google использует трехколесные велосипеды, тележки и снегоходы.

Как создаются панорамы для Просмотра улиц

Над панорамами для Просмотра улиц трудится целая команда инженеров. Вы можете посмотреть, в чем заключается их работа.

• ШАГ 1

  Съемка и сбор изображений

• ЭТАП 2

  Геопозиционирование

• ШАГ 3

  Создание панорам

• ШАГ 4

  Моделирование

• Съемка и сбор изображений

  Все начинается с фотосъемки. Чтобы получить качественные панорамы, необходимо учесть множество факторов: время суток, погоду, количество людей вокруг и т. п.

• Геопозиционирование

  Фотографии нужно правильно разместить на карте. Чтобы восстановить маршрут поездки, а также выровнять и соединить снимки, мы используем сигналы специальных датчиков, установленных на автомобиле. Они собирают данные спутников GPS, запоминают скорость, направление движения и даже угол наклона дороги.

• Создание панорам

  Чтобы в панорамах не было пробелов, наши камеры делают перекрывающиеся фото. После совмещения кадров специальный алгоритм удаляет повторяющиеся участки, и получается непрерывный снимок.

• Моделирование

  Лазерные датчики позволяют определить расстояние между камерами, зданиями и другими объектами, а затем построить трехмерную модель пространства. Благодаря ей мы определяем, какую панораму показывать, когда вы перемещаетесь в Просмотре улиц.

Куда мы направляемся

Автомобили Просмотра улиц путешествуют по разным странам, делая снимки, которые помогают нашим пользователям исследовать окружающий мир. Посмотрите список стран, которые мы планируем посетить.

Страна {}

Команда Google Maps проделала огромную работу, проехав на своих автомобилях по всему миру и сделав 360-градусные изображения городов. Однако в дороге нередко случались различные неприятности, причем виновниками их зачастую были именно водители с камерами на машинах. Хотя общество ценит то, что делает для него Google, было бы интересно взглянуть на некоторые дорожные выходки ее команды водителей.

10. Низко висящие ветки деревьев и высоко установленные камеры на автомобилях могут привести вот к таким казусам. Водитель Google проехал много километров, прежде чем заметил, что за камеру зацепилась ветка с листьями. Возвращаться и переделывать не стал.

9. Google имеет довольно интересные технологии. Компания даже построила автомобиль, который может ездить без водителя. Однако даже такие машины не застрахованы от неумелых водителей. Беспилотный Toyota Prius въехал в стоящий впереди автомобиль. Самое смешное, что это была именно человеческая ошибка.

8. Правило «кто врезался - тот и виноват» никто не отменял. На фотографии ниже автомобиль Google спустя несколько минут после небольшого столкновения с крупной моделью Ford. Передняя часть автомобиля нуждается в некотором ремонте. Подушки безопасности в ход не пошли, а это хороший знак.

7. Поездки по бездорожью это достаточно весело. Один из пользователей Street View нашел момент, когда увязший в грязи автомобиль Google пришлось вытягивать при помощи буксирного троса.

6. Когда шина проколота, у водителя есть не так много времени, чтобы остановиться и заменить ее, прежде чем обод колесного диска станет непригодным. К счастью, этот водитель Google был неподалеку от авторемонтной мастерской, где его автомобилю оказали первую помощь.

5. Все видели эти небольшие оранжевые преграды, которые обязывают водителя остановиться. Но это только в том случае, если вы не водитель команды Google Maps.

4. Не очень приятное ощущение, когда в зеркало заднего вида водитель видит приближающуюся полицейскую машину с включенной сиреной и мигалками. Этот незадачливый водитель команды Google Maps сделал парочку незаконных маневров в городе Брэдфорд (Великобритания), за что и заплатил штраф.

3. Очередное нарушение правил дорожного движения членом команды Google Maps привлекло внимание калифорнийской полиции.

2. Многие видели видео автомобиля Google Maps, врезавшегося в мост. Но как насчет вида от первого лица?

Сервис «Просмотр улиц» от Гугл (Google Street View) позволяет нам увидеть панорамные виды улиц многих городов мира с высоты около 2.5 метров. Вы сможете совершить виртуальную прогулку с круговым обзором в разных уголках планеты. В России просмотр улиц пока не поддерживается.

Панорамные снимки Гугл получает с помощью специальных камер с обзором 360 градусов, установленных на автомобилях, велосипедах и даже катерах и снегоходах. В итоге создается большая 3D-фотография, представляющая собой фотографически точную модель города, со всеми деталями, присущими местности.

Посмотрим, как это делается.

Оборудование для съемок «Просмотра улиц» от Гугл

Сервис «Просмотр улиц» от Гугл был запущен 25 мая 2007 года. Когда проект начинался, в багажник джипа положили несколько компьютеров, прикрепили камеры, лазеры, устройство GPS на крышу и поехали снимать свою первую коллекцию изображений. Затем Гугл приобрел целый парк автомобилей, чтобы распространить проект на всю территорию США и далее на все континенты земного шара.

После серии экспериментов с автомобилями и технологиями Гугл остановился на 15 объективах для круговой съемки. На машинах также установлены GPS-приемники для фиксирования положения, жесткий диск для хранения данных, небольшой компьютер и лазеры для сбора трехмерных данных, которые используются для определения расстояния до объектов.

Но самые интересные и привлекательные объекты невозможно отснять с помощью автомобиля. Например, в исторических районах многих городов проезд на машине запрещён. Но однажды во время велосипедной прогулки в горах, инженеру-механику Дэну Ратнеру пришла в голову идея, что можно совместить его любимое занятие со съемкой новых мест для «Просмотра улиц»:

Так появился трехколесный велосипед от Гугл или велотрайк. Он позволил передвигаться там, где невозможно это сделать на машине: по паркам и дорожкам, историческим центрам городов, проникать на территории университетов и даже на спортивные стадионы.

Но и это было еще не все, ведь оставались другие интересные места, например, в горах. И тогда у Гугл появилась идея размещения съемочного оборудования на снегоходе:

Последняя версия камеры Гугл с обзором 360 градусов, используемой при съемках для проекта Google Street View:

Создание панорам с круговым обзором

Оборудование у нас уже есть, но надо получить качественные фотографии для создания панорам улиц городов. При планировании маршрута съемки необходимо учитывать положение солнца: оно должно быть достаточно высоко, чтобы тени от соседних объектов не падали на здания. Также необходимо учитывать погодные и температурные условия, так как снег, туман или дождь могут вызвать задержки в графике движения и стать причиной размытых изображений.

Для примера возьмем исходные фотографии города Лондон:

Затем все изображения «склеиваются» вместе, перекрывающиеся участки удаляются и создается непрерывное круговое изображение - панорама:

Это изображение выглядит искаженным, так как это проекция сферы на поверхность кругового цилиндра. Аналогично будет выглядеть глобус, если попытаться нарисовать его поверхность на листе бумаги.

После этого изображение проецируется обратно на сферу, и в режиме просмотра улиц оно выглядит естественно. Это конечный вариант. Изображение можно приближать, удалять, крутить во все стороны мышкой и переходить на другие улицы. Попробуйте побродить по Лондону:

Благодаря этой технологии у пользователей появилась возможность просматривать изображения улиц, виртуально прогуливаться по многим городам мира и даже читать надписи на дорожных указателях.

При перемещении вдоль улиц Гугл определят, какие изображения мы должны увидеть. В этом помогают сигналы с тех самых лазерных датчиков, установленных на автомобиле. На основании скорости отражения лучей лазеров от поверхностей определяется расстояние до объектов, что позволяет Гуглу конструировать объемные модели. Когда вы помещаете курсор мыши на удаленную область, эта объемная модель помогает выбрать лучшую панораму для показа данного местоположения.

Ну а «Просмотр улиц» от Гугл, тем временем, добрался до великой реки Амазонка, 17 августа 2011. (Фото Evaristo Sa | AFP | Getty Images):

«Волшебная» камера от Гугл с обзором 360 градусов, установленная на катере, река Риу-Негру - крупнейший левый приток Амазонки, 17 августа 2011. (Фото Evaristo Sa | AFP | Getty Images):

Работа Гугла по созданию виртуальных панорам продолжается, 17 августа 2011. (Фото Evaristo Sa | AFP | Getty Images):

В своё время стало мало этой информации, и они поделились друг с другом своими знаниями. Основная часть информации предоставлена пользователем Арши де Круз, дизайнером и писателем: он сделал сводку ответов водителя автомобиля Google Street View на Reddit и дополнил данные материалом из интервью журнала TechCrunch с занимающими управляющие инженерные должности в Google Maps.

Что находится внутри машины?

Самая видимая часть съёмочного оборудования находится на крыше автомобилей Google Street View - это оборудование, регистрирующее данные. Оно включает в себя 15 камер и три лазерных сканера, надёжно закреплённых на высоте приблизительно 2,5 метра. Также автомобили оснащены 4G-доступом в интернет.

С помощью лазерных сканеров система получает данные о габаритах фотографируемых объектов: скорость, с которой лазерные лучи отражаются от поверхности, говорит об удалённости здания или объекта. Потом эта информация используется для построения 3D-моделей.

В камерах нет никаких механических элементов, даже затвора. Вместо этого в них используются CMOS-датчики изображения (на основе технологии КМОП комплементарный металл-оксидный полупроводник) и электронный затвор. Камеры соединены с панелью управления внутри автомобиля, а данные записываются на SSD-диски.

По словам водителя автомобиля, процесс записи проще быть просто не может: «Я просто нажимаю на кнопку, а камеры делают своё дело».

Какого объёма SSD-диски? Как хранятся данные? Как и когда они загружаются на сервер?

На борту автомобиля самые стандартные SSD-диски - общим объёмом памяти 50-100 ТБ. Этого хватает на неделю записи. Все записываемые данные автоматически резервируются на втором SSD-диске.

Регистрация данных о среднестатистическом городском здании занимает приблизительно 2-3 ГБ. В течение одного дня расходуется 50-100 ГБ места на диске (в зависимости от уровня населённости пункта). Но, скажем, на один день записи в Нью-Йорке уходит около 800 ГБ.

Одна из задач водителя - следить за заполненностью дисков; после того как заполнятся все пять дисков, водитель отвозит их в офис Google.

Что происходит в перерывах между съёмками?

В конце рабочего дня водители снимают съёмочное оборудование с крыши и кладут его в багажник. При длительной поездке водители останавливаются на ночь в отеле, автомобиль паркуют на местной стоянке. В некоторых крупных городах у Google есть гаражи для съёмочных автомобилей. Водителям не разрешается оставлять машину на ночь у своего дома.

Если же в пути случается поломка, съёмка просто приостанавливается, а на подмогу высылаются коллеги с нужными запчастями.

Насколько быстро движется автомобиль? Какова максимально допустимая скорость?

Камеры успевают фиксировать данные на любой скорости, разрешённой правилами дорожного движения в США (120 км/час). Тем не менее, если у водителя есть возможность двигаться чуть медленнее, им рекомендуется замедлять движение. Чем медленнее едет автомобиль, тем выше качество полученных изображений.

В плохую погоду съёмки не ведутся. Дождь и сильный ветер могут повредить камеры и также отрицательно сказываются на качестве картинки.

Какие камеры используются?

Камеры разработаны специально для проекта Google Street View. Первые версии съемочной установки (под названием R2) использовали восемь CCD-датчиков разрешением 11 мегапикселей и широкоугольные объективы. В следующих версиях (R5) использовалось 8 CMOS-датчиков, объективы с антибликовым покрытием и объективы «fisheye» для захвата многоэтажных зданий. В версии R7 использовалось уже 15 CMOS-датчиков, и объектива «fisheye» уже не понадобилось.

Откуда водитель знает, куда ехать или не ехать?

На основе анализа высокочастотных поисковых запросов специалисты Google решают, какие области планеты стоит покрыть панорамами прежде всего.

Когда водитель заступает на смену, ему выдаётся информация о начальном и конечном пункте, а также ключевые пункты на пути. Несмотря на то, что водителю даётся достаточно инструкций, он волен выбирать для себя более удобный маршрут следования между ключевыми пунктами.

Именно по этой причине вы иногда не можете попасть в виртуальную прогулку по маленьким незаметным переулкам. Недостающие данные об этих пропущенных местах могут появиться после следующей поездки в эту зону. В этом случае разница между новым и старым изображениями, а также разница в освещении нивелируется программными средствами.

Что происходит с изображением до его появления в готовой панораме?

Водителям автомобиля Google Street View нужно быть начеку: следить за тем, чтобы в обозрение камеры не попало то, что не нужно, например, дорожной аварии или уличной драки.

Если всё-таки в кадр попало что-то не слишком достойное, водитель должен удалить запись, вернуться и перезаписать фрагмент. Водителям предоставляется специальное программное обеспечение, с помощью которого они просматривают и совершают простую редактуру полученных изображений. На один день езды приходится в среднем по два дня редактирования. Данные GPS встраиваются в каждое фото автоматически.

После редактуры водителя диски поставляются в дата-центр, где информация загружается в базу данных и там же обрабатывается. Обработка включает в себя замыливание лиц и номерных автомобильных знаков.

Тем не менее, не всегда алгоритмы замыливания справляются с задачей, и на панорамах Google часто встречаются забавные ляпы. На ресурсе StreetViewFun собирают подобные оплошности и недоделки.

Для каждого фрагмента панорамы делается 15 изображений; программное обеспечение Google сводит эти изображения вместе, регулирует уровень экспозиции, светотени, цветовые различия и яркость.

С момента совершения водителем поездки до появления готовой панорамы проходит около шести месяцев.

Если интересно, посмотрите на автомобиль Google Street View вблизи: