Cuando Thomas Schöps quiere crear un modelo tridimensional del edificio principal de ETH Zurich, saca su tableta. Mientras completa un paseo por la estructura, mantiene la cámara trasera del dispositivo apuntando a la fachada del edificioPoco a poco, un impresionante modelo 3D del edificio aparece en la pantalla. Schöps, un estudiante de doctorado en el Instituto de Computación Visual, solo necesita 10 minutos para digitalizar una estructura histórica como el edificio principal.
Desarrolló el software que se ejecuta en el dispositivo en cooperación con sus colegas del grupo dirigido por Marc Pollefeys, profesor de informática. El desarrollo se llevó a cabo como parte del Proyecto Tango de Google, en el que la empresa de Internet está colaborando con 40 universidades y empresasETH Zurich es uno de ellos.
comparación de píxeles
El método de los científicos de ETH funciona por medios puramente ópticos. Se basa en la comparación de múltiples imágenes, que son tomadas en la tableta por una cámara con lente de ojo de pez, y utiliza el principio de triangulación de una manera similar a la aplicada en geodésicao simplemente, el software analiza dos imágenes de la fachada de un edificio que fueron tomadas desde diferentes posiciones. Para cada pieza de información de la imagen, cada píxel en una imagen, busca el elemento correspondiente en el otro.dos puntos y desde la posición conocida de la cámara y el ángulo de visión, el software puede determinar qué tan lejos está cada elemento de imagen del dispositivo y puede usar esta información para generar un modelo 3D del objeto. Atrás quedaron los días en que los modelos estaban restringidos alos contornos de los edificios y las características básicas, como las aberturas de ventanas y puertas. En cambio, ahora incluso muestran detalles arquitectónicos como la disposición de ladrillos en una fachada de piedra.
El nuevo software ofrece algunas ventajas clave sobre los métodos existentes. Una ventaja es que se puede usar bajo la luz solar. "Otros sistemas funcionan usando una cuadrícula de medición de luz infrarroja", explica Torsten Sattler, otro postdoc en el grupo de Pollefeys quetambién participa en el proyecto. En el método infrarrojo, el dispositivo proyecta una cuadrícula de luz infrarroja sobre un objeto; esta cuadrícula es invisible para el ojo humano. Una cámara infrarroja captura la imagen proyectada de la cuadrícula yusa esto para generar un mapa tridimensional del objeto. "Esta técnica funciona bien en interiores", dice Sattler. Pero continúa diciendo que no es adecuada para tomas al aire libre bajo la luz solar. Esto se debe a que la luz solar también contiene infrarrojos.componentes, que interfieren severamente con las mediciones. "En el exterior, nuestro método tiene claras ventajas. Por el contrario, la tecnología infrarroja se adapta mejor al uso en interiores en habitaciones cuyas estructuras son menos pronunciadas, como habitaciones con paredes uniformes y vacías".
Los científicos de ETH programaron el software para la última versión del dispositivo móvil Project Tango. "Estas tabletas aún se encuentran en la fase de desarrollo y aún no están destinadas a usuarios finales, pero los desarrolladores de software interesados pueden comprarlas para unHace unos meses, también en Suiza. Las primeras aplicaciones para ellos ya se han desarrollado; sin embargo, en este momento el dispositivo está agotado ", dice Schöps, estudiante de doctorado de ETH.
Una lente ojo de pez y un riguroso control de calidad
El grupo de trabajo de Pollefeys ya desarrolló un escáner 3D para teléfonos inteligentes hace dos años. Estaba destinado a objetos más pequeños. El proyecto actual permite mapear incluso edificios enteros por primera vez, gracias a la lente ojo de pez y la alta potencia de procesamiento del dispositivo"En el futuro, esto probablemente podría usarse incluso para encuestar distritos enteros", dice Sattler.
Como descubrieron los investigadores, el mapeo de objetos grandes está plagado de errores de cálculo con respecto a las coordenadas 3D. "No es tan fácil diferenciar entre información correcta e incorrecta", explica Sattler. "Resolvimos el problema medianteprogramar el software para eliminar escrupulosamente todos los valores dudosos ". La retroalimentación en tiempo real es esencial para garantizar que el modelo 3D no se convierta en un mosaico. Gracias a un modo de vista previa, el usuario siempre sabe para qué áreas de construcción han recopilado suficiente información y cuáles aúnrequiere escaneo
realidad aumentada
Esta retroalimentación en tiempo real es posible porque, gracias a su alto poder de procesamiento, todos los cálculos se realizan directamente en la tableta. Esto también allana el camino para aplicaciones en realidad aumentada, dice Sattler. Un ejemplo es un recorrido por la ciudad enque un turista lleva una tableta mientras se mueve por una ciudad en la vida real. Si ve un edificio 'a través de' su tableta, se puede mostrar instantáneamente información adicional sobre el edificio en la pantalla. Otras aplicaciones potenciales incluyen el modelado de edificios, elMapeo 3D de excavaciones arqueológicas y juegos de computadora de realidad virtual.
Además, la tecnología podría integrarse en los automóviles para permitirles detectar automáticamente el borde de la carretera, por ejemplo, o las dimensiones de un espacio de estacionamiento. En consecuencia, el proyecto actual también ha utilizado los resultados del proyecto V-Charge de la UEpara el desarrollo de autos con estacionamiento propio, en el que también participó el grupo de Marc Pollefeys.
El software ahora desarrollado en ETH forma parte del Proyecto Tango de Google. "Nuestro software ahora forma parte de la base de datos de software de Google. Por supuesto, esperamos que Google ponga nuestra tecnología a disposición de los usuarios finales y la incluya como estándar en la próxima versiónde la tableta Tango ", dice Sattler." Obviamente, nuestro sueño es que algún día todos los dispositivos móviles incluyan esta función, permitiendo el desarrollo de aplicaciones que la utilicen ". Un gran fabricante de computadoras anunció recientemente su intención de colocar un teléfono inteligente conLa plataforma de tecnología Google Tango en el mercado el próximo verano.
El informe se puede encontrar en línea en: http://www.cvg.ethz.ch/research/3d-modeling-on-the-go/schoeps3dv2015.pdf
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Original escrito por Fabio Bergamin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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