Um guia para iniciantes em fotogrametria

Com o surgimento da mídia imersiva e equipamentos de câmera de alta qualidade, os criadores digitais estão reimaginando a fotogrametria para uso em uma variedade de indústrias, como entretenimento, geoespacial, médica etc., e mídias como realidade virtual (VR), realidade aumentada (AR), realidade estendida (XR) e impressão 3D.

Você está interessado em aprender mais sobre fotogrametria? Comece com o nosso Guia para iniciantes em fotogrametria e veja algumas das perguntas comuns que ouvimos com frequência sobre como a fotogrametria funciona.

O que é fotogrametria?
A fotogrametria é um processo que usa fotografias de objetos do mundo real para criar representações 3D digitais desses objetos (ou seja, modelos 3D). Envolve a captura de muitas imagens sobrepostas de uma estrutura, objeto ou paisagem.

Para que serve a fotogrametria?
A fotogrametria tem raízes já em meados do século XIX, quando foi usada para criar mapas topográficos. Durante grande parte de sua história, a fotogrametria tem sido usada em levantamentos, arqueologia, mineração e outras indústrias que dependem de dados geoespaciais.

Com o surgimento da mídia imersiva e equipamentos de câmera de alta qualidade, os criadores digitais agora estão usando a fotogrametria para produzir cópias de objetos estáticos do mundo real, estruturas e ambientes imersivos em 3D.

Como funciona o software de fotogrametria?
O software de fotogrametria extrai informações (por exemplo, distância, área e elevação) de entradas de fotos 2D. Ao analisar as imagens sobrepostas tiradas de vários ângulos, o software de fotogrametria cria uma nuvem de pontos, uma coleção de pontos de dados que definem a forma de um objeto.

As nuvens de pontos se tornam mais densas e se transformam em malhas 3D. Pense em uma malha 3D como a estrutura ou base de um modelo 3D.

Depois de criar um modelo 3D, artistas e designers podem otimizar, aprimorar e editar o modelo para filmes, videogames, arquitetura e vários outros projetos. Dependendo do resultado pretendido do projeto e do fluxo de trabalho, esse processo pode incluir diferentes partes de software especializado.

Como começar com a fotogrametria?
A fotogrametria pode exigir muito pouco equipamento para começar. Uma câmera (um smartphone também funcionará), PC ou Mac, software de processamento de fotogrametria e software de edição 3D é suficiente para começar. Equipamentos adicionais, como iluminação, filtros e lentes, também podem ser necessários, dependendo do que você está capturando, onde está capturando e quando planeja capturá-lo.

Para obter uma lista de equipamentos mais detalhada, consulte este documento da Unity .

Tutoriais de fotogrametria para iniciantes

• Ben Kreimer montou um tutorial de fotogrametria de nível iniciante acessível no qual ele descreve o equipamento que escolheu em cada projeto, seu processo de captura, processamento de imagem e dicas úteis.
• Azad Balabanian tem um tutorial de fotogrametria muito detalhado usando um smartphone.
• Guia para iniciantes em digitalização 3D e fotogrametria em um orçamento .
• Fotogrametria Aérea com Drones
• Primer39 oferece uma cartilha sobre digitalização 3D e fotogrametria que abrange o processo de captura de fotogrametria e software de pós-processamento.

Dicas e fluxos de
trabalho de fotogrametria Um fluxo de trabalho de fotogrametria supersimplificado pode ser dividido em duas partes principais. Observe que é difícil definir um fluxo de trabalho de fotogrametria simples. Grande parte do processo depende do objeto que você está capturando, como planeja usar o item digitalizado, qual software planeja usar e muito mais.

1. Capturando: O primeiro passo com a fotogrametria é capturar o objeto de vários ângulos sobrepostos com precisão. Pergunte a si mesmo –
   • O que estou capturando e como será usado no projeto final? Objetos em movimento, brilhantes ou refletivos podem ser difíceis de capturar com sucesso.
   • Onde estarei capturando? Procure um espaço silencioso com uma área grande o suficiente para capturar seu assunto.
   • Quando vou capturar? Fatores ambientais como vento, chuva e neve podem causar movimento ou reflexos. A luz solar forte pode produzir sombras fortes e pontos de acesso, retardando o processo de edição.
2. Processamento: Depois de reconstruir seu objeto, o pós-processamento geralmente envolve geração de malha, otimização, correção de cores, edições manuais, visualização e muito mais.

Exemplos de fotogrametria
Artistas e criadores costumam usar meios visuais como Sketchfab , YouTube e Instagram para compartilhar exemplos de seu trabalho de fotogrametria. Os exemplos abaixo são excelentes.

• • Global Digital Heritage é uma organização de pesquisa que documenta o patrimônio cultural com virtualização 3D, informática geoespacial e modelos 3D. Seus exemplos são bem feitos e todos os seus dados estão disponíveis publicamente.

• • O Google Earth usa fotogrametria para criar imagens 3D.
  • A seção de fotogrametria da Sketchfab é um excelente lugar para inspiração.
  • A banda Squid fez um videoclipe inteiro usando fotogrametria .
  • A facilidade, simplicidade e precisão geométrica dos modelos 3D produzidos por imagens de drones oferece inúmeras aplicações em vários setores.

    A indústria da construção viu um grande benefício com o software de imagens, mapeamento e modelagem 3D de drones. As empresas de construção podem monitorar o progresso de seu canteiro de obras com atualizações regulares e podem inspecionar facilmente diferentes áreas do canteiro. A precisão dos modelos 3D também significa que eles podem ser usados ​​para calcular medições de distância, área e volume.

    O levantamento de terras viu enormes benefícios da tecnologia de drones. Não apenas ficou mais fácil obter uma visão atualizada de uma paisagem, mas você pode criar modelos detalhados de terra nua, modelos digitais de superfície e ortomosaicos verdadeiros, além de gerar modelos 3D do terreno. 

    As empresas que prestam serviços de inspeção também podem utilizar modelos 3D e tecnologia de mapeamento de drones. Eles podem inspecionar ângulos nunca vistos de propriedades e equipamentos com mais segurança e eficiência. Eles podem identificar possíveis problemas com os modelos 3D detalhados, adicionar anotações e ver as imagens originais para uma visão melhor de uma área específica.

     

    

     

    As empresas de energia também se beneficiariam com esses tipos de ferramentas. Muitos de seus equipamentos são maiores, mais perigosos ou difíceis de alcançar, inspecionar o equipamento com modelos 3D pode ajudar a garantir sua longevidade e operação segura. 

    A indústria agrícola, embora não use necessariamente modelos 3D, ainda pode aproveitar os dados de drones para criar mapas ortomosaicos de seus campos. Os drones mais novos estão disponíveis com câmeras multiespectrais, permitindo que os agricultores criem índices de vegetação de diferença normalizados para uma compreensão mais profunda da saúde de suas culturas.

    A segurança pública também pode utilizar modelos 3D para documentar e recriar cenas de crime, registrar evidências e fornecer uma imagem clara para investigadores, forenses e membros do júri. As autoridades podem até coletar imagens e dados após desastres naturais em áreas normalmente inseguras para as pessoas.

    As empresas de arquitetura e engenharia também estão usando modelos 3D para criar modelos de contexto realistas e detalhados para seus edifícios e projetos de desenvolvimento. Os arquitetos usam esses modelos de contexto para apresentar a aparência de seu projeto finalizado e apresentar seu projeto aos investidores e principais interessados.

     

    

     

    E em todos esses setores, os drones tornam mais seguro, rápido e eficiente a coleta de dados significativos, reduzindo a responsabilidade e o risco.