Cómo capturar la estructura de las fotografías para la impresión en 3D

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Por Kalani Kirk Hausman, Richard Horne

El modelado de muy alta resolución para gráficos por ordenador se puede realizar utilizando escáneres 3D, pero para capturar objetos en movimiento -como un corredor que sale de los bloques de partida- se requiere otra técnica: la fotogrametría. La fotogrametría utiliza múltiples fotografías 2D para calcular la forma de los objetos dentro del campo de visión. Al tomar varias fotografías al mismo tiempo, los objetos en movimiento pueden capturarse con la misma facilidad que los objetos inmóviles necesarios para los escáneres 3D.

Los resultados fotogramétricos a menudo no son tan exactos como los equivalentes escaneados porque todos los puntos se calculan en base a las diferencias entre dos fotos tomadas en lugares ligeramente diferentes.

Los estudios fotogramétricos profesionales pueden hacer uso de ubicaciones cuidadosamente medidas para cada cámara – y mediciones de profundidad de campo altamente calibradas en las lentes y la iluminación – para proporcionar la mejor captura posible de sujetos vivos. Los modelos que utilizan sistemas como éste pueden capturar detalles hasta los cabellos individuales del brazo de un sujeto, dependiendo del tipo de objetivos y del número de cámaras utilizadas.

Crédito: Imagen cortesía de Lee Smith/Infinite RealitiesLos avances

en la potencia de cálculo, especialmente en los procesadores de tarjetas de vídeo de la GPGPU, han puesto la fotogrametría a disposición de los usuarios domésticos sin necesidad de superordenadores de gama alta. Las primeras técnicas de estructura de movimiento han sido recogidas en paquetes de software comercial como PhotoScan de AgiSoft, que es el mismo paquete utilizado para capturar modelos 3D para películas CGI, y para diseñadores de videojuegos y artistas que quieren imágenes de cuerpo completo y movimiento completo de sus sujetos.

A medida que la potencia de cálculo aumenta, las aplicaciones fotogramétricas han desarrollado una mayor capacidad para localizar características similares entre varias fotos diferentes y calcular la posición relativa de la cámara para cada fotografía sin requerir la calibración fina necesaria para un estudio profesional. Un aficionado utilizó su cámara Google Glass para tomar fotografías repetidas de una estatua de museo, que luego reconstruyó en un modelo 3D utilizando la aplicación gratuita 123D Catch de Autodesk.

Nadie estaba al tanto de esta captura del artefacto del museo porque estaba usando un guión que capturaba una fotografía de lo que estaba directamente frente a él cada vez que parpadeaba.

Esta capacidad hace temer a los diseñadores de los modelos de carrocería del próximo año, ya que sus creaciones únicas pueden ser capturadas completamente para cuando un modelo abandone la pasarela durante la primera exhibición pública. A medida que la fabricación aditiva continúa madurando, un fabricante en el centro de la ciudad o en todo el mundo ya podría estar imprimiendo copias de los diseños en materiales vestibles antes de que la modelo llegue a su área de vestuario.

Como parte de sus servicios de modelado 3D basados en la nube, la popular aplicación 123D Catch de Autodesk permite a los usuarios de tabletas y PCs realizar fotogrametría incluso cuando su ordenador local carece de los recursos necesarios para procesar todos los detalles en un tiempo razonable.

Usando un set fotográfico de ejemplo, por ejemplo, Kirk extrajo el modelo de una estatua de un guerrero en su casa – en poco más de cinco días. La misma traducción fue posible en poco menos de tres horas gracias a la función gratuita «Create 3D Model» integrada en la interfaz Autodesk 360 basada en navegador.

Los cálculos fotogramétricos de superficie se pueden utilizar para capturar modelos 3D de estatuas, personas en movimiento y animales, incluso cuando un escaneo 3D de alta resolución no es lo suficientemente rápido para capturar todos los detalles del sujeto. Sin embargo, los mismos sistemas pueden unir fotografías para construir modelos de edificios, e incluso áreas de tierra para la revisión agrícola.

Utilizando un quadrotor u otro tipo de UAV equipado con una cámara, los arquitectos pueden capturar un modelo 3D de un parque empresarial simplemente volando sobre el vehículo y luego construyendo el modelo en una solución de fotogrametría.

Utilizando sumergibles ROV, los investigadores del departamento local de arqueología marina están empezando a utilizar esta capacidad para trazar un mapa de los restos y escombros en el fondo del océano para planificar sus inmersiones de recuperación.

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