Fotogrametría - cg-challenge.com · Creación de entornos para videojuegos Entorno de bosque...
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¿Qué es la fotogrametría?
Medición y reconstrucción de un objeto o espacio a
través de fotografías.
Photós: Luz
Gramma: Trazado, dibujo
Su primer uso se limitó a
reconstrucción topográfica
Preservación de patrimonio cultural
Ciudad de Palmyra reconstruida con
fotogrametría después de ser destruida por
ISIS
Reconstrucción virtual de
personajes
Reconstrucción virtual de personajes
Reconstrucción de Alfred Molina para el Dr.
Octopus en Spiderman 2
Toma fotográfica de actor.
Reconstrucción de Barack Obama. Toma
fotográfica en la Casa Blanca con un rig
montado.
Resultado final.
Creación de entornos para videojuegos
Entorno de bosque creado para The Vanishing of Ethan Carter. Nube de puntos (izquierda) y asset final.
Investigación médica
Fotogrametría de ligamentos de deltoides para posterior estudio por Silver Medical visuals.
¿Qué se necesita en
fotogrametría?
Bases teóricas y equipo de fotografía
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)
Bases teóricas
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)
ISO bajo para menor cantidad de grano en imagen (con
espacio bien iluminado para no tener que acelerar la
velocidad de obturador)
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.
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.
Equipo fotográfico
Trabajar con buena resolución
Preferir usar formato RAW
a JPEG, para contar con mayor
cantidad de datos.
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.
Objetivos(lentes)
Preferentemente, es conveniente tener un lente fijo de
50 mm.
No es recomendable usar ojos de pez o lentes macro
para fotogrametría.
Soporte
Para foto aérea, se puede utilizar
GoPro montada en un dron
Siempre preferir usar tripié,
para mayor estabilidad
Un tornamesa para objetos pequeños podría ser de
utilidad
Espacio Es importante tener de 3 a 5 metros de distancia
alrededor del objeto para la toma fotográfica.
Tarjeta de blancos
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.
Condiciones de iluminación para
fotogrametría
Sombras duras vs. Iluminación plana
Mientras mayor control sobre la iluminación, es más
conveniente para obtener un resultado homogéneo en
la captura fotográfica
En caso de necesitar fotografías de exteriores, los
cielos nublados son ideales, pues las nubes son
difusores naturales de la luz del sol
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.
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.
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.
Opciones de configuración para equipo
(sugerida por Agisoft)
Basic configuration
up to 32 GB RAM
Advanced configuration
up to 64 GB RAM
Extreme configuration
more than 64 GB RAM
CPU: Quad-core Intel Core i7
CPU, Socket LGA 1150 or 1155
(Kaby Lake, Skylake,
Broadwell, Haswell, Ivy Bridge
or Sandy Bridge)
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)
For processing of extremely
large data sets a dual
socketIntel Xeon
Workstation can be used
Motherboard: Any LGA 1150
or 1155 model with 4 DDR3
slots and at least 1 PCI Express
x16 slot
Motherboard: Any LGA 2011-
v3 or 2011 model with 8 DDR4
or 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)
RAM: DDR4-2133 or DDR3-
1600, 8 x 4 GB (32 GB total) or
8 x 8 GB (64 GB total)
GPU: Nvidia GeForce GTX 980
or GeForce GTX 1080
(optional)
GPU: Nvidia GeForce GTX 980
Ti, GeForce GTX 1080 or
GeForce TITAN X
Funcionamiento básico de Photoscan
Configuración básica de valores iniciales
Añadir fotos
Mascarear fotos (para definir el volumen principal que
debe reconstruirse)
Mascareado.
Nube de puntos.
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.
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.
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
Es importante no tener una foto con un ángulo repetido,
pues puede ocasionar un error al momento de procesar
la secuencia.
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.
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
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.
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.
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.