LEVANTAMIENTOS FOTOGRAMÉTRICOS PARA LA VIRTUALIZACIÓN, INVENTARIADO Y REHABILITACIÓN DEL PATRIMONIO.

• Los avances tecnológicos están constantemente evolucionando los procesos utilizados en todas las disciplinas a un ritmo que difícilmente podemos seguir.
• Dentro de la redacción de proyectos arquitectónicos, se utilizan con asiduidad entornos de software auxiliar para casi todas las partes del estudio (cálculo de estructuras, instalaciones, mediciones, CAD/CAM, etc).
• En este ámbito resulta curioso que continúe siendo el proceso más "artesanal" el de toma de datos de campo; no tanto para realización de obra nueva,  aunque sí para el levantamiento del patrimonio histórico donde con frecuencia es necesario realizar proyectos de demolición, rehabilitación o inventariado del mismo.

VISTA FACHADA PRINCIPAL.

• Si bien existen alternativas muy avanzadas para el registro de nuestros edificios históricos; como puede ser la utilización de Scanneados en 3D, es cierto que podemos utilizar medios "mas terrenales" para lograr un resultado válido/parecido y proporcionar a los profesionales en estos menesteres esa documentación. Algunas de las ventajas del registro fotogramétrico son:

1. Las fotografías pueden ser archivadas para su uso futuro y se pueden utilizar para la supervisión o para la generación de datos.
2. Es una técnica no intrusiva.
3. Se puede alcanzar un alto nivel de precisión.
4. El uso de datos digitales garantiza una total flexibilidad.
5. La técnica es ideal para la grabación de detalles de naturaleza compleja. 
6. El nivel de detalle que se extrae se puede determinar previamente.
7. Y como no; es mas rentable que otros métodos "mas galácticos".

• Como experiencia al respecto; planteamos el levantamiento/restitución fotogramétrica de la fachada principal  del Convento de las Bernardas (de inicios del siglo XVII), situado en el casco antiguo de Talavera de la Reina (Toledo).  Ver Situación en video_captura:

.

• Normalmente el proceso reclamaría (si fuera para uso profesional) del apoyo de la medida electromagnética de distancias para establecer la orientación y escala del modelo a restituir (puntos de apoyo con gran precisión); lo cual no es excusa para de todos modos obtener "algo decente"; así nos adaptamos y utilizaremos una cámara convencional compacta con trípode, una cinta métrica (eso lo tenéis no?¿?), unas señales de puntería y el software de procesado de Agisoft -> Photoscan. 

UTENSILIOS NECESARIOS PARA EL TRABAJO.

• Se supone que la mayoría de los lectores de este Blog tienen algunos conocimientos básicos de fotogrametría/restitución; por ello no vamos a profundizar en los procedimientos de cálculo/internos del proceso (recubrimientos transversales, localización de puntos comunes entre pares, obtención de ptos de vista de las fotografias, reconstrucción del modelo etc) aunque si enumeraremos algunas recomendaciones al respecto:

1. Utilizar una cámara digital con una resolución media/alta (10 Mpx o más).
2. Las lentes de gran angular se adaptan mejor a la reconstrucción de las relaciones espaciales entre los objetos que los teleobjetivos.
3. Prescindir dentro de lo posible de primeros planos no deseados y objetos en movimiento.
4. Evitar los objetos brillantes/transparentes (efectuar tomas bajo un cielo nublado).
5. Tomar las fotografías de la escena con superposición/solape altos (50-70%).
6. Capturar el contenido del modelo desde múltiples puntos de vista (3 o más).
7. No recortar ni transformar geométricamente las imágenes.
8. Un número mayor de fotos siempre nos da más posibilidades posteriores.
9. Pasar algún tiempo para planificar la sesión de tomas puede ser muy útil.

RECOMENDACIONES DE AGISOFT PARA FOTOGRAMAS DE OBJETO CERCANO.

• En nuestro caso particular las fotografías se realizaron en día nublado, una sola sesión de 36 fotogramas sobre trípode, exposición de F/4, ISO 100, distancia focal de 4.8 mm, velocidad de obturación 1/125, en modo manual y enfoque fijo. El objetivo era levantar las dos fachadas principales orientadas hacia el norte. Es muy recomendable imaginar un punto de fuga o centroide de la totalidad del modelo y a medida que nos desplazamos efectuando fotografías dirigir el centro de cada captura hacia dicho punto (como si de las generatrices de un cono se tratara):

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL  DE  LAS CAPTURAS REALMENTE  EFECTUADAS.

• El flujo de trabajo de este tipo de proyectos es el siguiente:
• a) Carga/visualización y discriminación de las tomas que componen la escena.
• b) Alineación/orientación de exposiciones y determinación de puntos de vista a partir de datos EXIF preexistentes (normalmente si se trata de una cámara standard convencional el software los detecta fácilmente; siendo innecesario efectuar una calibración).
• c) El software nos presenta una escena previa con la situación primitiva de cada fotografía y una nube de puntos grossa; en este momento es aconsejable acotar la zona del modelo...mediante la herramienta> redimensionar/rotar región.

• d) Construir nube de puntos densa: una vez adaptado el volumen de cálculo/muestreo a las 2 fachadas principales del edificio pasamos a generar dicho registro a través de Flujo de trabajo> Crear Nube de Puntos Densa. Photoscan nos dá la posibilidad de ajustar los parámetros de esta operación.. Calidad: Alta y Filtración de mapas de profundidad: Suave. Dependiendo de las características del inmueble/objeto a levantar será más recomendable aplicar uno u otros filtros.

• e) El paso siguiente; a partir de la gran densidad de puntos creada -> aproximadamente 550.000 puntos), es la producción de una malla/red de triángulos interpolados-> para posteriormente generar el sólido final texturizado. En este caso particular apoyándonos en la prueba/error y el manual de Agisoft; nos hemos cerciorado de que los parámetros de configuración idóneos para la restitución de fachadas como la expuesta son:
• Tipo de fuente: Arbitrario (objetos cerrados, edificios)
• Puntos de Fuente: Dense Cloud (precisión de detalle alta- a partir de nube densa)
• Numero de caras: Media (a partir de puntos generados en paso anterior)
• Interpolación: Default (cubre agujeros/zonas sin cobertura de forma semiautomática -> ha de supervisarse).
• Clase de puntos: Todos (al no haberse clasificado, no se trata de un terreno aerolevantado).

• f) Finalmente se construye el solido con texturas a partir de las tomas fotográficas efectuadas. En menú principal> Flujo de Trabajo> Crear textura : Seleccionaremos en ajustes principales, el modo de mapeado (Genérico), modo de mezcla (Mosaico), el tamaño/número de texturas (12.000 x 1 es un buen ratio para este tipo de trabajo)  y por último en opciones avanzadas activamos realizar corrección de color. El nivel de detalle obtenido es sorprendente:

• Ahora hemos de dotar de escala a la representación 3D obtenida para después emplearla en todas las tareas necesarias: delineación de alzados, marcar zonas de rehabilitación, realizar videos de animación/representación de alternativas etc...
• Para ello nos apoyamos en  6 dianas distribuidas sobre las 2 fachadas durante el registro de la escena (son claramente visibles en los fotogramas). Estableceremos así; 3 distancias medidas con cinta métrica en campo (en este caso no se disponía de Estación Total) para establecer las dimensiones reales de nuestro levantamiento.

• Pulsamos sobre el fotograma de que se trate y vamos identificando las dianas adheridas; posteriormente y dos a dos establecemos las distancias tomadas en campo; finalmente accionamos el icono de actualizar. Así quedaría nuestro modelo perfectamente escalado y listo para ser exportado a otro formato donde lo podamos explotar/manipular.. Las distancias medidas/contraste y sus errores medios quedan identificados en la ventana de marcadores. 

FORMATOS 3D DE CONVERSIÓN/EXPORTACIÓN

• Photoscan permite la exportación de nuestro proyecto a los formatos más comunes (ver viñeta superior) para ser utilizado en cualquier software de tratamiento 3D/2D, publicarlo en internet (Sketchfab ver abajo), google earth a través de Sketchup o manipularlo en AUTOCAD, 3DStudio etc; yo siempre recomiendo trabajar con archivos *.FBX (propiedad de Autodesk) creo que es el más estandarizado de todos ellos.

BERNARDAS PRUEBA by maverick74a on Sketchfab

• Suponiendo que se quiera realizar un representación infográfica o realista podemos trabajar el producto obtenido en Lumion o Infraworks; abriéndose un amplio abanico de posibilidades.
• En este tipo de restituciones es conveniente perder un poco de tiempo en la planificación previa del trabajo; sobre todo en lo referente a la captura de la escena, tener en cuenta que hay puntos ciegos que pueden tomarse ayudándonos de alguna escalera que nos eleve un poco, que los días soleados son fatales para efectuar las tomas (sombras y luces suponen ruido difícil de eliminar) y que el software necesita de supervisión/proceso semiautomático para conseguir un producto decente..
• En ocasiones se realizan proyectos que mezclan la fotogrametría terrestre con la obtenida por drones (VANT). En estos casos el orden y proceso de los datos adquiridos es fundamental: recomiendo pegar un vistazo a esta conferencia (como poco es interesante).
• Espero que al menos os haya resultado curioso el POST..
• Un saludo y hasta la próxima.
• By Rah.