Impartido por: Prof. Dr. José Luis
Lerma García. Grupo de Investigación en Fotogrametría y Láser Escáner. GIFLE Departamento
de Ingeniería Cartográfica, Geodesia y Fotogrametría. Universitat Politècnica
de València. UPV. Valencia.
Objetivos de la
asignatura
Conocer
los fundamentos y las tendencias actuales en fotogrametría orientada a la documentación
del patrimonio.
Opinión personal
Este
no ha sido un tema muy complicado de entender. Me ha resultado muy interesante
ya que tenía muy pocos conocimientos sobre esta materia. Con este tema hemos
completado la información que aprendimos en el tema anterior sobre técnicas
avanzadas de documentación gráfica. En este he aprendido varios conceptos
nuevos:
Anaglifos:
Imagen de dos dimensiones capaces de provocar un efecto tridimensional cuando
se ven con lentes especiales (lentes de color diferente para cada ojo). Se
componen de capas de color, las cuales están movidas ligeramente una respecto a
la otra para producir el efecto de profundidad.
Imagen monoscópica:
Proyección de una escena tridimensional en un plano, que se realiza a través de
un punto de vista y puede expresarse como una perspectiva. Aunque la tercera
dimensión, aparentemente se pierde durante esta proyección, puede recuperarse
si la información almacenada se trata de la forma adecuada empleando técnicas
fotogramétricas o de análisis dimensional perspectivo.
Parámetros de orientación interna:
Conjunto de parámetros que recrea matemáticamente la geometría que existía en
la cámara en el momento de obtención de una imagen fotográfica.
Parámetros de orientación externa:
Conjunto de parámetros que determinan la localización y los giros del sensor en
el espacio en el sistema de coordenadas terreno u objeto (X, Y, Z).
Resección espacial:
Proceso de determinar los seis parámetros de orientación externa de una imagen
fotográfica. Los parámetros de orientación externa podrán estar en un sistema
relativo o absoluto.
Intersección espacial:
Proceso de determinar la coordenada (X, Y, Z) de una entidad espacial
generalmente a partir de la intersección de múltiples (mínimo dos) haces de
rayos homólogos medidos en el espacio imagen.
Restituidor fotogramétrico:
En la actualidad son ordenadores que incorporan modos de visión estereoscópica
muy variados, bien sea mediante separación temporal, espectral, espacio o
mixta. Estos realizan labores de orientación de imágenes y labores de
restitución estereoscópica.
Orientación relativa:
Proceso que permite determinar en un par de imágenes fotográficas las
orientaciones angulares y las posiciones relativas que se dieron en el momento
de la toma.
Orientación absoluta:
Proceso que permite situar el par de cámaras (o sensores de imagen) en el
espacio en verdadera magnitud con respecto a unos cuantos puntos de apoyo (al
menos 3).
Reflexión
La
fotogrametría digital forma parte del conjunto de técnicas para documentar
gráficamente el patrimonio. Gracias a esta podemos crear modelos 3D a partir de
fotografías 2D. Este tipo de fotogrametría es la más utilizada en la actualidad
debido al gran desarrollo tecnológico. A pesar de ser una técnica muy reciente,
son muchas las ventajas que esta posee,
como hemos visto en esta unidad. Es una técnica de gran utilidad ya que reduce
mucho el proceso fotogramétrico. Además esta puede ser empleada junto a otras
técnicas como la cartografía digital o el escáner láser.
Materia
aprendida
Conocer
las los fundamentos de la fotogrametría.
Conocer
las aplicaciones de la fotogrametría a los levantamientos patrimoniales.
Utilizar
software específico para fotogrametría de objeto cercano.
Saber
aplicar la técnica adecuada en diferentes situaciones y objetos a levantar.
Saber
gestionar nubes de puntos procedentes de fotogrametría.
Modelar
objetos mediante software específico de fotogrametría.
Obtener
productos fotogramétricos de utilidad en arqueología.
Contenido práctico
·
Actividades
Las
actividades de esta semana no han sido muy complejas. Estas han consistido en
realizar dos prácticas con el programa Orthoware. En la primera de ellas hemos
tenido que realizar la orientación externa de un par de imágenes digitales.
Esta se ha realizado con dos imágenes de prueba que tuvimos que descargar de la
página web de dicho programa. Lo más complicado de esta práctica ha sido marcar
los puntos homólogos en ambas fotografías.
Orientación externa
La
segunda práctica ha consistido en generar a partir del par de imágenes
orientado anteriormente una nube de puntos 3D. En este caso he tenido alguna
dificultad en la correlación de imágenes.
Generación nube de puntos
Para
la realización de ambas prácticas he tenido problemas con la tarjeta gráfica,
los cuales se han solucionado con el cambio de ordenador y de tarjeta gráfica.
·
Prueba
objetiva
La
prueba objetiva de esta semana se dividía en dos. Por un lado, la primera parte
nos ha servido para consolidar conocimientos aprendidos en esta unidad. Esta ha
consistido en responder a una serie de planteamientos indicando si eran
verdaderos o falsos. La segunda parte ha consistido en realizar una práctica de
fotogrametría de objeto cercano. En este caso la elección del par de imágenes de
un elemento patrimonial era por nuestra parte. En mi caso he elegido el Arco de
Trajano de Benevento (Italia).
Imágenes
empleadas
Ortoimagen
final
Reproducción
En
este apartado me gustaría compartir uno de los trabajos de fotogrametría digital
que he encontrado navegando por la red.
Blog
Investigación y virtualización del Patrimonio
El pasado viernes aprovechamos
una visita del Título de Especialista en Virtualización del Patrimonio
(UA) al yacimiento de La Alcudia de Elche (Alicante) para realizar en el
centro de interpretación la documentación gráfica de tres piezas arqueológicas:
el famoso torso del guerrero (una de las piezas escultóricas más
singulares del yacimiento); un kalathos íbero y un cráneo
visigodo. De este modo, además de obtener tres nuevos modelos 3D con los que
trabajar en el desarrollo de nuevas técnicas de virtualización, mostramos en
directo a los alumnos de este año cómo realizar el levantamiento fotogramétrico
de pequeños objetos.
Daniel
Tejerina y Javier Esclapés llevando a cabo una de las tomas fotográficas
Para llevar a cabo la
fotogrametría de estas piezas nos servimos dedos focos que, orientados al
techo, conseguían proyectar una luz abundante y difusa, adecuada para tomar las
imágenes a partir de las que reconstruiríamos las piezas en 3D. Este tipo de
iluminación es necesaria para lograr un modelo fotogramétrico de buena calidad.
Todo el proceso de toma de
imágenes, así como la visita de los alumnos al yacimiento, fue documentado en
vídeo por José Antonio Moya, experto en producción audiovisual y profesor
del curso de virtualización, con el objetivo de obtener material para la posterior
realización de ejercicios de producción y montaje.
Además, debemos resaltar la importancia
de documentar bien nuestro proceso de trabajo para mostrar lo que se
esconde detrás de los modelos tridimensionales que posteriormente se presentan
como producto final. Los vídeos del proceso y las imágenes que acompañan a este
post, por ejemplo, constituyen un material muy valioso para presentar ante
otros profesionales y ante el público en general el método de trabajo usado y
así poder aprender entre todos. De este modo realizamos también un ejercicio de
"arqueología en directo", que no consiste en presentar de forma
precipitada los resultados de una investigación sino en divulgar el desarrollo
de la misma.
La fotogrametría, sin embargo,
no puede entenderse únicamente como la toma de unas buenas imágenes que se
cargan a un software automático para generar, como por arte de magia, el modelo
3D. Realmente se trata de un proceso más complejo. Queda por hacer un
importante trabajo de laboratorio en el que se modifican los tonos de
las imágenes, se seleccionan las partes que nos interesan de cada una de ellas
(realizando máscaras) y se comienza a generar la nube de puntos de los
distintos objetos, uniendo diferentes levantamientos para obtener finalmente un
modelo 3D correcto del objeto.
Imágenes
de las tres piezas documentadas mediante fotogrametría el pasado viernes.
Los modelos obtenidos se podrán
utilizar para realizar anastilosis virtuales, recreaciones de policromía o
reconstrucciones faciales, por ejemplo, lo que supone nuevas vías de
investigación para obtener mayor información de las piezas de la Alcudia así
como establecer estrategias más efectivas para su musealización y
divulgación.
Blog
Investigación y virtualización del Patrimonio
viernes,
13 de diciembre de 2013
Como ya comenté en una
entrada anterior, hace unas semanas estuvimos en La Alcudia de Elche
documentando mediante fotogrametría algunas de las piezas arqueológicas que se
conservan en su centro de interpretación. Ya podemos mostrar los primeros
resultados de una de las piezas documentadas: el famoso torso del guerrero (s.
IV a.C.) o, como se le comenzó a llamar desde su descubrimiento en 1897, el Rey
Lobo de la Alcudia. Aquí tenéis algunos de los primeros renderizados, es decir,
imágenes del modelo 3D de la pieza llevado a cabo mediante fotogrametría:
Este fragmento de escultura fue
encontrado reutilizado en el pavimento de la ciudad: cuando ésta fue
conquistada por los romanos no dudaron en usar algunas de estas firmes rocas,
estuvieran o no esculpidas, para cimentar sus pasos. Los romanos hicieron
muchas calzadas pero ¡a qué precio! Realmente no podemos saber si, como dijo
Martín Almagro, este torso pertenece a una representación del mítico héroe
fundador de la dinastía ilicitana y primer rey de la ciudad de Ilici (es decir,
el yacimiento de la Alcudia), pero sí podemos asegurar que se le quiso
representar como un guerrero temible, adornado con esa rodela apotropaica
diseñada para amedrentar a sus enemigos. En el artículo que se reproduce a
continuación (y al que se puede acceder desde este link), publicado en El País del 13 de mayo del 2000,
se cuenta algo más sobre la pieza pero si queréis profundizar en ella os
recomiendo la pequeña monografía de Gabino Ponce Herrero titulada El Rey
Lobo de La Alcudia de Elche (Universidad de Alicante, 1999).
El levantamiento
fotogramétrico de la pieza no ha sido sencillo: hemos realizado la toma de
imágenes al menos desde tres puntos diferentes para poder posteriormente unir
todas las partes de la geometría del objeto pero, aun así, hemos tenido varios
problemas a la hora de que las distintas nubes de puntos reconocieran su
posición original en el espacio. De cualquier modo, al final el resultado es
bastante bueno y nos permite hacernos una idea de la configuración no sólo
geométrica sino también de color de la pieza. Gracias al modelo fotogramétrico,
por ejemplo, podemos tener toda la textura de la pieza acoplada sobre nuestro
modelo 3D y realizar las pertinentes modificaciones de color para que los restos
de policromía queden a la vista.
Además, podemos realizar
animaciones y pequeños vídeos que permitan tener una idea más clara
de cómo es realmente la pieza, pudiéndola rodear y observar todas sus partes
con precisión:
Finalmente, otro de los posibles
usos en el que vamos a trabajar a partir de ahora es en la reconstrucción
de las partes perdidas de la pieza basándonos en distintos paralelos y que
nos permitan recrear la cabeza, brazos, piernas, etc., que se nos han perdido
de esta escultura y así poder realizar una hipótesis de cómo era este guerrero.
Se realizaría mediante una recreación virtual de los fragmentos perdidos a
partir del modelo 3D fotogramétrico.
Visor web en 3D del modelo fotogramétrico (low poly):
Visor web en 3D del modelo fotogramétrico (low poly):
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