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viernes, enero 27, 2023

Modelos virtuales en 3D con una cámara de fotos y dos fuentes de luz

Este proceso es rápido, barato y fácil de llevar a cabo, pero tiene un inconveniente importante. Aunque funciona bien para objetos que son principalmente esféricos, no funciona bien para formas más complejas que contienen valles e interrupciones

En 1982 a un físico japonés se le ocurrió una idea interesante para crear modelos virtuales tridimensionales de objetos usando una única cámara. El proceso, que se conoce como perfilometría, conlleva proyectar un patrón de líneas paralelas sobre el objeto y fotografiarlo.

El objeto tridimensional distorsionará estas líneas paralelas de forma específica. A partir de ahí, un ordenador tiene relativamente fácil usar estas distorsiones para decidir cuál es la forma. Si se fotografía el objeto mientras rota, el ordenador puede construir un modelo en 360º.

Este proceso es rápido, barato y fácil de llevar a cabo, pero tiene un inconveniente importante. Aunque funciona bien para objetos que son principalmente esféricos, no funciona bien para formas más complejas que contienen valles e interrupciones, por ejemplo en el caso de que el objeto esté formado por más de una parte.

El motivo es que en estos objeto más complejos el patrón de distorsiones no es único. Así que al ordenador le resulta imposible derivar la forma tridimensional original.

Ahora Manuel Servín y sus compañeros del Centro de Investigaciones en Óptica (México), revelan una solución sorprendentemente sencilla a este problema que permite a un ordenador capturar un modelo tridimensional de una forma compleja con una única cámara.

El nuevo método es fácil. Para el proceso original hacía falta un proyector que proyectase un patrón de líneas paralelas sobre el objeto en un ángulo determinado respecto a la cámara. El nuevo proceso añade un segundo proyector en el mismo ángulo al otro lado de la cámara.

Para grabar la imagen hay que proyectar el patrón de líneas paralelas desde un ángulo, sacar una foto y después proyectar el patrón de líneas paralelas desde el otro lado de la cámara y sacar otra foto. Finalmente, se rota el objeto un poco y el proceso empieza de nuevo.

La ventaja de esta técnica es que las líneas paralelas proyectadas desde distintos ángulos se doblan de distinta forma debido a las interrupciones sobre la superficie del objeto. Un ordenador puede usar esta información para reconstruir la forma tridimensional original con bastante exactitud.

Servín y su equipo han probado el método con la forma especialmente compleja de una calavera humana de plástico y los resultados son impresionantes. La técnica no sólo recoge valles y picos, sino que también registra con precisión interrupciones en la estructura, donde la mandíbula se separa del cráneo, por ejemplo.

Es una nueva herramienta muy útil que añadir a la caja de herramientas de modelado virtual. Con una forma sencilla y fácil de registrar prácticamente cualquier objeto tridimensional, debería resultarle mucho más fácil a cualquiera crear copias virtuales y en última instancia copias reales usando técnicas de impresión en 3D.

 

www.technologyreview.es – INNOVAticias

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