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Fotogrametría
Fotogrametría aplicada a la Visualización Arquitectónica

La Fotogrametría es una de las técnicas que aplicamos en Gamma Render Studio. Pero para que puedas entender un poco mejor lo que significa esta técnica, vamos a explicar en qué consiste, cuáles son sus aplicaciones, como nos ayuda a la visualización arquitectónica, flujo de trabajo para la visualización 3D y los programas más usados.

DEFINICIÓN DE FOTOGRAMETRÍA

La Fotogrametría es una técnica empleada para determinar las propiedades geométricas, dimensiones y forma, de los objetos y espacios. Además permite crear modelos 3D a partir de múltiples fotografías tomadas con precisión y realizadas desde diferentes ángulos usando un software especializado que sea capaz de interpretar las variaciones de perspectiva y crear una nube de puntos tridimensional. Gracias a la fotogrametría podemos también extraer la textura del elemento que estamos representando.

ÁMBITOS DE APLICACIÓN

Esta técnica es utilizada en multitud de disciplinas, todas ellas relacionadas con el estudio topográfico, que es donde se engloba también la Fotogrametría. Las áreas que requieren del empleo de Fotogrametría son la cartografía, la ortofotografía, la arquitectura, VFX, video juegos y 3D en general.

¿Cómo nos ayuda la fotogrametría en la visualización arquitectónica? ¿Pero qué es la visualización arquitectónica?

La visualización arquitectónica no es más que el proceso por el cual creamos una fotografía profesional mostrando de la manera más real cómo será el proyecto que aún está en desarrollo.

La fotogrametría arquitectónica es una técnica no invasiva que permite valorar y representar con un alto nivel de precisión el estado de una edificación o de un monumento, incluidos daños o deterioros. Estas características le confieren una gran utilidad a la hora de planificar proyectos de restauración del patrimonio arquitectónico, así como de rehabilitación de edificios. Asimismo, disponer de una reconstrucción tridimensional a partir de fotografías nos ofrece múltiples posibilidades en el análisis arquitectónico para llevar a cabo tareas cotidianas de medición y visualización.

FLUJO DE TRABAJO PARA ESCANEAR OBJETOS Y MATERIALES

A la hora de reconstruir objetos en tres dimensiones basados en fotografías debemos llevar a cabo los siguientes pasos:

1. Documentación o toma de datos:

El primer paso consiste en fotografiar el entorno, objeto o elemento arquitectónico que queremos reproducir. Si queremos que la toma de datos sea lo más efectiva y precisa posible, es imprescindible tener nociones de fotografía para configurar la cámara adecuadamente. Para ello, debemos tener en cuenta algunos parámetros como la sensibilidad ISO, la apertura de diafragma, la velocidad de obturación o la distancia focal, la profundidad de campo, desenfoque de movimiento y distorsión, entre otros. En este sentido, la iluminación cobra un papel fundamental en la calidad del resultado final; por eso hay que valorar aspectos como el comportamiento de la luz o los diferentes tipos de fuentes de iluminación.

2. Levantamiento o reconstrucción del modelado 3D

Una vez que disponemos de las fotografías adecuadas para levantar el modelado en fotogrametría entraríamos en la fase de postproducción. Ahora es el momento de procesar las imágenes y de reconstruir el modelo 3D. En el mercado existen diversos programas informáticos que nos ayudarán con estas tareas, como Photoscan para el procesamiento de las fotografías o Agisoft Photoscan para la reconstrucción en 3D.

A partir de la información fotográfica creamos
primero la nube de puntos: construimos una de baja densidad, luego una densa y
finalmente hacemos limpieza. Después establecemos los puntos de enlaces y los
unimos para crear la malla que nos permitirá desarrollar la textura. En este
punto cobra especial importancia iluminar adecuadamente los objetos y
configurar aquellos parámetros que definirán la calidad y precisión del modelo
3D que optimizaremos a continuación.

Fotogrametría

3. Retopología y optimización del modelado 3D

Por último, importamos los objetos en un programa de modelado, como Autodesk 3ds Max, donde optimizaremos su malla mediante un proceso de retopología. Este consiste en construir el objeto de baja poligonización, crear las coordenadas de mapeado y proyectar mapas de normales, oclusión y color desde el objeto de alta al objeto de baja.

Extraer del modelo de alta poligonización y aplicarlos a un modelo de baja poligonización simplifica los polígonos y reduce su peso, lo que nos permite desarrollar el resto de procesos de forma más eficiente. Con esos mapas creados y su procesamiento para Delighting somos capaces de crear un material realista que funcione en cualquier motor de render, ya sea estático (Vray) o tiempo real (Unreal Engine). Y ahora ya sí incorporamos los modelos en 3D de edificaciones, objetos o entornos dentro de los proyectos. Así se completa y se incorpora el proceso de fotogrametría.

Aplicaciones y software mas usados para los procesos de fotogrametría.

OPCIONES DE PAGO

Agisoft Metashape (Reconstrucción)

3Dflow – Computer Vision Specialists – home of 3DF Zephyr (Reconstrucción)

Top 3D design software to create parametric 3D assets, models, materials, and patterns | Adobe Substance 3D Designer (Creación de texturas)

ZBrush – The all-in-one-digital sculpting solution (pixologic.com) (Retopología)

Autodesk | Software de diseño, ingeniería y construcción en 3D (Retopología y modelado)

OPCIONES GRATUITAS

blender.org – Home of the Blender project – Free and Open 3D Creation Software (3D Software)

MeshLab, Visual SFM, PMVS (Reconstrucción)

xNormal (Creación de texturas)

Instant Meshes (Retopología automática)

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