Por Fernando Nieto Reigal
El proceso que pasamos a
describir permite, a partir de medios modestos (Cámara digital o teléfono
móvil, ordenador personal y software gratuito), digitalizar un objeto real y
conseguir distintas aplicaciones con resultados aceptables. Esta actividad se realiza
en el departamento de dibujo en la asignatura
diseño asistido por ordenador del
IES Politécnico Jesús Marín y en colaboración con el ciclo de
Proyectos de Edificación para la impresión en
impresora 3D.
La
fotogrametría es
una técnica por la que es posible crear
modelos 3D a partir de imágenes 2D de objetos y de esta forma obtener las características
geométricas de los mismos, mediante el uso de relaciones matemáticas
establecidas por la
geometría proyectiva.
La
visión estereoscópica (una imagen por cada ojo o par estereoscópico) de los seres
humanos permite, de forma natural, la apreciación de distancias y profundidades
del entorno que nos rodea.
Si te toman varias fotografías de
un objeto, pueden llegarse a identificar una serie de puntos comunes en dichas
imágenes, a través de sofisticados algoritmos de cálculo, podemos llegar a
conocer los parámetros (orientación, posición y tamaño) obteniendo de esta
forma la estructura mallada que define con mucha precisión su imagen
tridimensional. Posteriormente se añaden a esta forma modelada, la textura y
los colores obtenidos en la imagen con lo que se consigue una imagen digital 3D
del objeto real.
La captura de imágenes puede
realizarse mediante cámaras digitales de diferentes calidades e incluso con
cámaras de teléfonos móviles que están al alcance de cualquier usuario.
Una vez digitalizado el objeto,
este puede convertirse en un modelo tangible mediante impresión 3D, en objeto
virtual en la
realidad aumentada o representarlo, tal cual o modificado, en
infografías 2D y 3D.
La fotogrametría se usa en
distintos ámbitos tales como arquitectura (levantamiento de fachadas y
monumentos), arqueología (documentación de piezas y yacimientos arqueológicos),
topografía,
cartografía (mapas),
etc.
Proceso de trabajo
1º Captura: La captura se basa en la
toma de múltiples fotografías en diferentes ángulos girando alrededor del
objeto que permanece estático.
2º Procesado: Es un proceso mediante el
cual se consigue reconstruir la posición, orientación, forma y tamaño de los
objetos a partir de la toma de la serie de fotografías del modelo, llegando a
obtener una imagen tridimensional del mismo.
3º Post-procesado: Estos archivos
anteriores pueden ser posteriormente tratados digitalmente para su modelado,
edición y animación en programas tales como
BLENDER,
3DSMAX,
CINEMA 4D,
RHINOCEROS, etc.
Una vez conseguido podemos optar por:
1. Representación infográfica 2D y 3D
2. Uso en Realidad aumentada
3. Impresión 3D
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| Fig. 01.- Esquema de los procesos de trabajo |
El Modelo
Como modelo a digitalizar seleccionamos uno de los bustos del
aula de dibujo.
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| Fig. 02.- Modelo real |
1º Paso. Toma de
fotos
La toma de fotos se realiza girando alrededor del objeto y
en diferentes niveles.
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| Fig. 03.- Toma de fotos del modelo real |
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| Fig. 04.- Serie de fotos del modelo real |
2º Paso Procesado
con 123d Catch
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| Fig. 05.- Interface de 123D Catch. Posiciones de la cámara y a la dcha. selección de elementos no deseados |
El modelo una vez procesado debe ser limpiado de todos
aquellos elementos que no interesen y sean desechables mediante las
herramientas de selección del propio programa.
El programa también proporciona, además de la malla 3D, la
imagen de textura que después se adaptará a la misma en programas de modelado
3D (BLENDER, 3DSMAX, C4D, etc.).
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| Fig. 06.- Malla 3D del modelo digital y a la dcha. imagen de la textura adaptable a la malla 3D |
Representación
infográfica 2D y 3D
Postproducción digital con programas de modelado 3D podemos
modificar y editar el modelo hasta conseguir resultados de representación infográfica
2D y 3D.
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| Fig. 07.- Diferentes representaciones 2D |
Realidad aumentada
Otras de las posibilidades del modelo digital es su uso en
realidad aumentada.
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| Fig. 08.- Realidad aumentada con Aumentaty Author |
Impresión 3D
Mediante impresoras 3D podemos reproducir físicamente el
modelo con diferentes escalas y materiales.
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| Fig. 09.- Impresora Witbox 2, a la dcha. modelo impreso en PLA |
