Fotogrametría Una herramienta útil para recreaciones virtuales Por Brenda Esquivel Flores

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Mario Cruz Chávez
hace 5 años
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1 Fotogrametría Una herramienta útil para recreaciones virtuales Por Brenda Esquivel Flores

2 Medición y reconstrucción de un objeto o espacio a través de fotografías. Qué es la fotogrametría? Photós: Luz Gramma: Trazado, dibujo Su primer uso se limitó a reconstrucción topográfica

3 Qué usos tiene actualmente? Reconstrucción de sitios arqueológicos, históricos

4 Ciudad de Palmyra reconstruida con fotogrametría después de ser destruida por ISIS Preservación de patrimonio cultural

5 Reconstrucción virtual de personajes Reconstrucción virtual de personajes Toma fotográfica de actor. Reconstrucción de Alfred Molina para el Dr. Octopus en Spiderman 2

6 Reconstrucción de Barack Obama. Toma fotográfica en la Casa Blanca con un rig montado. Resultado final.

7 Reconstrucción de actor para tráiler de juego Cyberpunk 2077 por CD Projekt Red en Polonia.

8 Resultado final después de retopología, texturizado, rigging. animación.

9 Creación de entornos para videojuegos Entorno de bosque creado para The Vanishing of Ethan Carter. Nube de puntos (izquierda) y asset final.

10 Still de The Vanishing of Ethan Carter.

11 Reconstrucciones forenses

12 Investigación médica Fotogrametría de ligamentos de deltoides para posterior estudio por Silver Medical visuals.

13 Bases teóricas y equipo de fotografía Qué se necesita en fotogrametría? Condiciones ambientales ideales para la sesión fotográfica Conocimiento de software (Agisoft y algún otro programa 3D para hacer retopología) PC con buen procesador (High speed multi core CPU - 3GHz-), RAM (32 Gb min.)y tarjeta de video (high-end OpenCL o compatible con CUDA)

14 Siempre modo manual, nunca automático en cámara Imagen nítida, y buen enfoque para mejor procesamiento de fotografías Mayor apertura para enfoque general de escena (no profundidad de campo) Bases teóricas ISO bajo para menor cantidad de grano en imagen (con espacio bien iluminado para no tener que acelerar la velocidad de obturador)

15 Guía demostrativa de ISO, velocidad de obturador y apertura de diafragma

16 Muestra de ausencia o presencia de motion blur por diferentes velocidades de obturador. Nótese que en la foto con mayor motion blur o una velocidad más lenta de obturador, entra más luz al sensor y esto debe compensarse cerrando más el diafragma o subiendo el valor de ISO tomando en cuenta las posibles consecuencias de ello.

17 Muestra de nitidez de imagen con un menor ISO, lo cual es ideal para fotogrametría. La imagen con mayor ISO tiene más grano por trabajar con menor cantidad de luz.

18 Trabajar con buena resolución Preferir usar formato RAW a JPEG, para contar con mayor cantidad de datos. Equipo fotográfico

19 Opciones de equipo Técnicamente cualquier cámara funciona para obtener resultados (GoPro, iphone, compacta, Reflex). Lo importante es que puedan modificarse los valores de velocidad de obturación, ISO y apertura de diafragma. Resultados óptimos: DSLR (cámara réflex digital) en caso de tener buenos specs en equipo de cómputo para poder procesar imágenes de tan alta calidad. Mínimo de 5 megapíxeles de resolución.

20 Objetivos (lentes) Preferentemente, es conveniente tener un lente fijo de 50 mm. No es recomendable usar ojos de pez o lentes macro para fotogrametría.

21 Para foto aérea, se puede utilizar GoPro montada en un dron Siempre preferir usar tripié, Soporte para mayor estabilidad Un tornamesa para objetos pequeños podría ser de utilidad

22 Espacio Es importante tener de 3 a 5 metros de distancia alrededor del objeto para la toma fotográfica.

23 Se utiliza en la primera fotografía de la secuencia para hacer un balance de blancos en la exposición y que todas tengan el mismo aspecto, sin variaciones de tonos. Tarjeta de blancos

24 Sombras duras vs. Iluminación plana Mientras mayor control sobre la iluminación, es más conveniente para obtener un resultado homogéneo en la captura fotográfica Condiciones de iluminación para fotogrametría En caso de necesitar fotografías de exteriores, los cielos nublados son ideales, pues las nubes son difusores naturales de la luz del sol

25 Difusores en interiores y exteriores ayudan a obtener mejores resultados

26 En la toma fotográfica debe existir una sobreposición entre foto y foto de un 60% a 80%. Si no se hace de esta forma, el programa no podrá encontrar los puntos en común entre una y otra imagen.

27 La toma debe realizarse siguiendo la silueta del objeto. Al final de la secuencia en que se ha tomado la forma general del objeto, se puede tomar detalles como superficies finas, ojos de una escultura, pliegues de ropa, etc.

28 Es recomendable tener un buen número de fotos para tener suficientes datos para la reconstrucción. 300 a 500 fotos es un buen número para el caso de fotos de smartphone.

29 Basic configuration up to 32 GB RAM Advanced configuration up to 64 GB RAM Extreme configuration more than 64 GB RAM Opciones de configuración para equipo (sugerida por Agisoft) CPU: Quad-core Intel Core i7 CPU, Socket LGA 1150 or 1155 (Kaby Lake, Skylake, Broadwell, Haswell, Ivy Bridge or Sandy Bridge) Motherboard: Any LGA 1150 or 1155 model with 4 DDR3 slots and at least 1 PCI Express x16 slot RAM: DDR3-1600, 4 x 4 GB (16 GB total) or 4 x 8 GB (32 GB total) CPU: Octa-core or hexa-core Intel Core i7 CPU, Socket LGA 2011-v3 or 2011 (Broadwell-E, Haswell-E, Ivy Bridge-E or Sandy Bridge-E) Motherboard: Any LGA v3 or 2011 model with 8 DDR4 or DDR3 slots and at least 1 PCI Express x16 slot RAM: DDR or DDR3-1600, 8 x 4 GB (32 GB total) or 8 x 8 GB (64 GB total) For processing of extremely large data sets a dual socketintel Xeon Workstation can be used GPU: Nvidia GeForce GTX 980 or GeForce GTX 1080 (optional) GPU: Nvidia GeForce GTX 980 Ti, GeForce GTX 1080 or GeForce TITAN X

30 Configuración básica de valores iniciales Añadir fotos Mascarear fotos (para definir el volumen principal que debe reconstruirse) Funcionamiento básico de Photoscan Mascareado. Nube de puntos.

31 Alinear fotos (rastreo de puntos clave en común entre las fotos) Construcción de nube densa de puntos (representación de objeto en partículas de color) Nube de puntos densa.

32 Construcción de geometría Construcción de textura (Pueden crearse una o varias texturas de 2K, 4K, etc. El mapa de UVs se genera automáticamente) Exportación de modelo Creación de geometría. Modelo con textura listo para exportación.

33 La toma de fotografías debe realizarse en torno al objetivo

34 Preferir volúmenes definidos. Los volúmenes muy finos y delgados muy probablemente tendrán errores en la reconstrucción Errores en reconstrucción de cráneo de hámster, en las zonas del ojo, donde el hueso es más fino

35 Es importante no tener una foto con un ángulo repetido, pues puede ocasionar un error al momento de procesar la secuencia.

36 Si no se obtienen todos los ángulos de un objeto, existe la opción en Photoscan para cerrar la geometría o dejar el agujero en la zona donde no se tienen datos fotográficos para cerrar la superficie.

37 Si se capturan exteriores, la toma apunta hacia el centro, pero si se pretende reconstruir un cuarto o área cerrada, igualmente debe apuntarse la cámara hacia el centro de la habitación

38 Para toma fotográfica de personajes es necesario contar con un rig con varias cámaras, pues un humano o animal vivo, por quieto que esté, puede moverse algunos milímetros y eso estropea la toma.

39 Nube de puntos para reconstrucción de iglesia. La malla generada después de crearse una nube de puntos llega a tener millones de polígonos y siempre es necesario hacer retopología y bake de texturas en un modelo más óptimo.

40 Los objetos traslúcidos y brillantes pueden crear problemas, pues generan una variación en las imágenes desde diferentes ángulos, lo que impide alinear las fotos para generar el modelo. Las superficies ideales son las opacas.

41 Fin

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