La fotogrametría es una técnica que está ganando relevancia en el mundo de la arqueología y la gestión del patrimonio por que permite generar modelos tanto virtuales como con impresión 3D de piezas, edificios y monumentos para su estudio y difusión.

Está técnica abre la posibilidad de que personas expertas puedan estudiar dichos modelos desde cualquier lugar del mundo sin necesidad de desplazarse y sin que el objeto en cuestión sufra deterioro. Además, aplicado a la gestión de edificios historicos, la fotogrametría puede ser el punto de partida de un modelo BIM que ayude a la preservación y gestión de dicho bien, generando un modelo tridimensional que recoja de manera virtual todos los detalles, tanto estructurales como arquitéctonicos o arqueológicos de dicho bien.

A nivel de difusión dentro del ámbito museístico, la fotogrametría en combinación con la impresión 3D, permite mostrar al público piezas y objetos de gran valor cultural que de otra forma no podría exponerse sin arriesgar su integridad.

Fundamentos

La fotogrametría consiste en aplicar un algoritmo a un conjunto de imágenes para generar una nube de puntos basada en las relaciones espaciales de los pixeles de cada una de las imágenes. Para ello es necesario contar con un gran número de imágenes y que estas tengan una gran parte de elementos coincidentes entre si en unas condiciones de iluminación adecuadas.

Existen dos escenarios principales para el uso de la fotogrametría:

• En estudio
  Para la realización de modelos de piezas de pequeñas dimensiones. El estudio puede ser de fabricación casera o contar con equipos profesionales.
• En exteriores
  Para generar modelos de monumentos, edificio o elementos que no se pueden trasladar o manipular. El uso de pértigas y drones será necesario para objetos de grandes dimensiones.

Mención aparte para las tomas de interior que tienen su propia dificultad, especialmente en interiores estrechos o con muchos objetos.

Requisitos técnicos

En oposición al escaneo 3D que requiere de equipos muy caros, la fotogrametría puede realizarse con un presupuesto ajustado y los equipos que necesitamos para empezar son muy asequibles:

• Ordenador
  Preferiblemente con una tarjeta gráfica potente. La gama de gaming es adecuada.
• Cámara de fotos
  Podemos usar el teléfono móvil si tiene una buena cámara pero no está de más contar con una cámara reflex.
• Iluminación
  Si vamos a trabajar en estudio será necesario contar con un set de iluminación así como trípodes y soportes adecuados. Un torno o un dispositivo giratorio también será muy útil.
• Dron
  Aunque en algunos casos podremos hacer capturas en exteriores a nivel de suelo o de ítems de poca altura ayudándonos de una pértiga, pero para elementos de grandes dimensiones será imprescindible contar con un dron.
• Software
  Para procesar las fotos necesitaremos un programa de fotogrametría como Meshroom o Metashape.

Captura de imágenes

La captura de imágenes es la parte más importante de todo el proceso, si las imágenes no se han capturado correctamente los resultados no serán óptimos. A nivel general, cuantas más imágenes tengamos mejor para generar el modelo.

Uno de los aspectos cruciales de la fotogrametría es la iluminación. Para un resultado correcto la luz debe ser lo más uniforme posible y se recomiendan los días nublados para una captura óptima de imágenes. Sin embargo en algunos climas esto no es posible y se pueden conseguir resultados aceptables cuando se trabaje con objetos de grandes dimensiones.

El otro aspecto importante es la morfología del objeto. Un ítem con muchas cavidades y recovecos será más difícil de capturar que uno con una superficie más uniforme y nos obligará a tener especial cuidado con los ángulos muertos para evitar la aparición de zonas grises en el modelo.

Por último, las características propias del objeto como su brillo o rugosidad pueden influir negativamente en el resultado final. Los objetos de cerámica basta, piedra o madera suelen dar muy buenos resultados, las superficies lisas, brillantes o peludas por lo general dan problemas.

Para una correcta captura aquí van alguno puntos a tener en cuenta:

• Tomaremos fotos desde todos los ángulos posibles evitando zonas muertas
• Evitaremos las tomas laterales, mejor frontales y desplazarnos en círculo
• Evitaremos la presencia de personas o animales en exteriores
• Buscaremos la iluminación más uniforme posible. Con sol mejor el medio día
• En interiores evitaremos sombras duras y reflejos

Procesamiento

Para procesar necesitaremos un software especializado. Existen varias soluciones en el mercado pero los más conocidos son Meshroom, que es opensource y multiplataforma, y Metashape que es una solución comercial disponible para Windows y Linux.

El procedimiento consiste en:

• Cargar las imágenes y alinearlas
• Generar la nube de puntos
• Generar el modelo
• Aplicarle la textura

Ambos programas realizan estas tareas de forma semiautomática y aunque son un poco diferentes el proceso es muy similar y apenas es necesario intervenir en el proceso una vez calibrado el software.

Flujo de trabajo con Metashape

Metashape de Agisoft es uno de los