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Tipos de algoritmos fotogramétricos

En muchos sentidos, la fotogrametría funciona como la vista humana. Cada uno de nuestros ojos registra constantemente imágenes superpuestas que usamos para percibir la profundidad y la distancia. Asimismo, para que la fotogrametría funcione bien, necesitamos un conjunto de fotos bien tomadas con información suficiente sobre la escena para extrapolar los datos requeridos.

Sin embargo, a diferencia de los seres humanos, la fotogrametría no puede darse el lujo de poder tomar un número ilimitado de fotografías. La cantidad de imágenes requeridas para recopilar la información que necesitamos variará según el tamaño y la complejidad del objeto o la escena, y quizás lo más importante, las necesidades del proyecto.

Entonces, si bien los conceptos subyacentes detrás de la fotogrametría siguen siendo los mismos, sus algoritmos tienen dos clasificaciones amplias basadas en las necesidades del proyecto.

Fotogrametría para ingeniería

Si es un ingeniero que crea un modelo de un objeto con fines de control de calidad, ingeniería inversa o cualquiera que sea el caso, no necesariamente necesita todos y cada uno de los píxeles de la imagen. Para dibujar una línea recta, por ejemplo, solo necesita conocer las posiciones de dos puntos. Este es el concepto detrás de lo que a veces se denomina fotogrametría métrica. El enfoque con esta rama de la fotogrametría es la precisión. El objetivo es obtener medidas y cálculos precisos a partir de fotografías determinando, con la mayor precisión posible, las ubicaciones relativas de ciertos puntos relevantes en las imágenes.

En la fotogrametría métrica, el algoritmo extrae un modelo basado en una serie de puntos relevantes. El objetivo es la precisión, no capturar todas las superficies.
En la fotogrametría métrica, el algoritmo extrae un modelo basado en una serie de puntos relevantes. El objetivo es la precisión, no capturar todas las superficies.

Por lo tanto, los ingenieros colocan objetivos que el algoritmo reconocerá en áreas de interés. El algoritmo utiliza los objetivos para construir un modelo. El resultado es una especie de esqueleto de los puntos relevantes, y no una nube de puntos densa de todas las superficies.

Los objetivos se pegan al objeto para facilitar el proceso de identificación y alineación de áreas superpuestas entre imágenes.
Los objetivos se pegan al objeto para facilitar el proceso de identificación y alineación de áreas superpuestas entre imágenes.

Estos puntos específicos definen el tamaño, la forma y la posición de las características de un objeto con énfasis en la precisión. Los puntos se pueden usar de manera confiable para calcular distancias, áreas e incluso cosas como la elevación para ayudar a crear un mapa topográfico o volúmenes y secciones transversales para otros usos técnicos.

Fotogrametría para modelado 3D en color

Por el contrario, cosas como el desarrollo de juegos, CGI en películas o la preservación del patrimonio exigen representaciones realistas de objetos del mundo real. Como regla general, cuantos más píxeles y detalles pueda incluir en el modelo, mejor. Los expertos que trabajan en estas industrias suelen tener el mejor de los mejores equipos de fotografía y, por lo tanto, también estarán debidamente equipados para la fotogrametría.

Encuentra las diferencias: modelo 3D de fotogrametría (izquierda) junto al modelo producido por Artec Leo, un escáner que también puede capturar texturas.
Encuentra las diferencias: modelo 3D de fotogrametría (izquierda) junto al modelo producido por Artec Leo, un escáner que también puede capturar texturas.

La contrapartida es que la forma final del modelo suele ser imperfecta. El escáner 3D promedio a veces puede tener problemas con superficies brillantes, transparentes o negras, pero con la fotogrametría, la cantidad de artefactos y la cantidad de ruido con los que inevitablemente tiene que lidiar es mucho mayor. El resultado es, en definitiva, un modelo con textura de alta definición, pero también con mucho ruido y geometría imperfecta.

Geometría de un escáner 3D combinada con textura de una cámara para crear un modelo realista y preciso.
Geometría de un escáner 3D combinada con textura de una cámara para crear un modelo realista y preciso.

Con este tipo de proyectos, es mejor combinar la fotogrametría con un escáner 3D para obtener resultados óptimos. Exploramos esto más a fondo en la sección sobre la combinación de escáneres 3D con fotogrametría.