Fotogrametría vs escaneo 3D

Traducción del inglés desde el blog de Photomodeler aquí:

https://www.photomodeler.com/photogrammetry-vs-3d-scanning/


Los modelos digitales 3D se utilizan en una variedad de industrias, pero hay más de un método para crearlos a partir de un objeto o escena real. La fotogrametría y el escaneo 3D son los dos métodos principales para crear estos modelos. Ya sea que necesite modelos 3D para diseño, fabricación, análisis forense o investigación, a continuación se muestran los pros, los contras y las diferencias entre los dos métodos.

  • Escaneo 3D

  • Pros y contras del escaneo 3D

  • Fotogrametría

  • Pros y contras de la fotogrametría

  • Cómo saber cuál es mejor

  • Fotogrametría con PhotoModeler

Escaneo 3D


Al comparar el escaneo 3D con la fotogrametría, dos variedades son las más comunes: escaneo 3D con láser y luz blanca. El escaneo láser utiliza un láser para medir la geometría de un objeto y crear el modelo a partir de los datos obtenidos. El rayo láser recorre la superficie y el dispositivo utiliza codificadores de ángulo del proyector del rayo y el "tiempo de vuelo" de retorno para calcular la ubicación de cada punto en el espacio 3D. Una vez capturados y registrados todos los puntos, se forma una nube de puntos densa. Para capturar un objeto completo, se mueve el objeto o el escáner láser y se repite el escaneo. Opcionalmente, un software adicional puede conectar los puntos para crear una malla poligonal para fines de diseño y modelado 3D.

El escaneo 3D de luz blanca utiliza un proyector (a menudo LCD) y una o más cámaras para mapear un área u objeto. Los patrones de luz se proyectan sobre la superficie y la cámara registra la superficie midiendo dónde y cómo se deforma la luz a su alrededor. Para garantizar que se capturen todos los ángulos, el escáner se mueve alrededor del objeto o el objeto se mueve delante del escáner. El resultado es una nube de puntos similar a la que produce el escaneo láser 3D, con la misma opción de producir una malla poligonal.


Pros y contras del escaneo 3D


Los escáneres 3D tienen varias ventajas, principalmente, su alta precisión y alta resolución. Este método funciona bien para piezas más pequeñas y puede crear puntos de datos en tiempo real. Esto puede ahorrar tiempo, ya que verás qué áreas se deben volver a escanear o se han omitido antes de pasar a la fase de diseño.

Sin embargo, la interferencia de luz puede producir escaneos 3D desfavorables. Los escáneres de luz blanca y láser leen las fuentes de luz para recopilar los datos. Si hay demasiada luz ambiental, los datos recopilados pueden distorsionarse. Debido a esto, el escaneo 3D se usa mejor donde se puede controlar la iluminación. Del mismo modo, los escáneres 3D también tienen problemas con superficies brillantes o reflectantes. Estas superficies tienden a alejar la luz de los sensores de entrada, lo que dificulta la obtención de un escaneo de calidad.

Una de las mayores desventajas de los escáneres 3D es el precio. La maquinaria puede costar decenas de miles de dólares. A medida que avanza la tecnología, se deberá comprar nuevos escáneres para mantenerse al día. Otra desventaja es el tamaño y la incomodidad en el transporte del dispositivo.


Fotogrametría


La fotogrametría es otro método utilizado para crear modelos 3D. En lugar de utilizar fuentes de luz activas, esta tecnología utiliza fotografías para recopilar datos. A diferencia de las costosas máquinas necesarias para el escaneo 3D, la fotogrametría solo requiere una cámara de su elección, una computadora y un software especializado.

Para crear un modelo 3D utilizando fotogrametría, se toman fotos desde una variedad de ángulos para capturar cada parte del sujeto con superposición de una imagen a otra. Esta superposición es necesaria para que el software alinee las fotos adecuadamente. Una vez que se toman todas las imágenes, se importarán al software de fotogrametría , que alinea las imágenes, traza los puntos de datos y calcula la distancia y la ubicación de cada punto en el espacio 3D. El resultado es una nube de puntos 3D que puede crear una malla poligonal, al igual que el escaneo 3D.

Hay tres métodos para usar la fotogrametría: manual, de objetivos y denso.

  • Manual: el método manual de fotogrametría es el más lento y genera un bajo recuento de puntos . Aunque no es lo mejor para cada tarea, le permite capturar exactamente lo que desea. Aquí, el operador identifica puntos similares en las fotos.

  • Objetivos: el método de objetivos es automatizado y mucho más rápido, lo que produce un mayor recuento de puntos. Hay un poco más de tiempo de configuración involucrado, pero es increíblemente preciso.

  • Coincidencia densa: el método de coincidencia densa es el más similar al escaneo 3D y genera densas nubes de puntos que se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones.

Pros y contras de la fotogrametría


La principal ventaja de utilizar la fotogrametría sobre el escaneo 3D es el precio y la accesibilidad. Una cámara y un software de fotogrametría suelen ser menos costosos y mucho más fáciles de transportar. Es posible que ya tenga una cámara (a menudo, la cámara de un teléfono móvil funcionará).

Otra ventaja importante de la fotogrametría es su capacidad para reproducir un objeto a todo color y textura. Aunque algunos escáneres 3D también pueden producir esto, la fotogrametría es el método que se debe utilizar cuando se busca realismo. 

Por último, una ventaja interesante es que la fotogrametría puede funcionar en muchas escalas y tamaños. Puede modelar la punta de un dedo o toda una cadena montañosa. Otros escáneres 3D están limitados a un objeto de tamaño particular.

La fotogrametría tiene sus desventajas. Cuando se utiliza el método de escaneo, como se describió anteriormente, la textura juega un papel importante en cómo se hacen los puntos de referencia, trabajar con superficies lisas, planas o de colores sólidos puede ser difícil. Hay algunas formas de contrarrestar esto, pero pueden resultar engorrosas o no estar disponibles. Los proyectos de fotogrametría a veces también pueden implicar más tiempo de procesamiento en la oficina.


¿Cómo saber cuál es mejor?


El escaneo láser 3D y la fotogrametría son excelentes en sus propias formas. Al decidir cuál es la mejor opción para tus necesidades, debes considerar su presupuesto, el tamaño del área y el nivel de precisión que necesitas.

Por ejemplo, cuando necesitas renderizar un paisaje como modelo 3D para un estudio arqueológico o para gráficos de películas, la fotogrametría es el camino a seguir. Dado que capturar el realismo de la escena es lo más importante, la fotogrametría proporcionará mejores resultados en general en comparación con el escaneo 3D. O si desea una precisión muy alta de puntos específicos en su escena o u objeto, la fotogrametría con objetivos es la mejor y quizás la única opción.

El escaneo 3D es adecuado para la captura de nubes densas de superficies con poca textura. El escaneo 3D es útil para capturar áreas detalladas muy grandes.

Puedes usar los dos juntos para aplicaciones específicas. Para resolver un caso, es posible que un equipo forense deba analizar las imágenes de seguridad para determinar qué sucedió. La cámara en sí solo puede capturar una cantidad limitada, pero al utilizar el escaneo 3D y la fotogrametría, se puede crear un modelo 3D y extraer evidencia clave desde las imágenes de cámaras de seguridad.


Fotogrametría con PhotoModeler


La fotogrametría se compara con el escaneo 3D principalmente en su tercer método (coincidencia densa), lo que significa que la fotogrametría ofrece más capacidades en general. Aunque el escaneo láser o con luz blanca es útil para capturar objetos muy rápidamente con gran detalle, es costoso. Cualquiera puede usar la fotogrametría con una cámara, una computadora y nuestro software excepcional PhotoModeler. Contáctenos hoy en sales@photomodeler.com o consulte nuestra página de preguntas frecuentes para obtener más información.

en SEGUNDO PLANO | 24 de Enero de 2020


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