Fotogrametría con Gopro, primeros pasos

Siempre me llamó la atención y me sentía atraído por las diferentes formas de representar lo que se esconde bajo las aguas, las batimetrías son la única forma de conocer nuestros fondos marinos con detalle y también de buscar los mejores sitios para bucear, ya sean nuevos pecios o la parte más interesante de un bajo, sus paredes verticales, canales, etc… pero a no ser que se cuente con un equipo de cientos de miles de euros, el detalle de estas no es preciso y no permite enseñar a familiares y amigos lo que vemos.

La fotogrametría es algo que me llamó la atención en cuanto lo vi, consiste en realizar un modelo tridimensional de un objeto real mediante el análisis de fotografías, las ventajas de tener un modelo 3D son muchas y en lo que se refiere al buceo nos permite ver por ejemplo, un naufragio en toda su extensión, en conjunto, algo imposible en nuestras aguas cuando el mejor de los días tenemos 15 o 20 metros de visibilidad para recorrer un pecio de 100 metros de eslora.

Al principio puede parecer algo difícil y que requiere de mucha práctica y conocimientos, así como medios de mucha calidad, sobre todo en lo que atañe a las cámaras y al ordenador, de hecho mis primeras pruebas, con pequeños objetos en casa, fueron un desastre y deje un poco de lado el tema de la fotogrametría, pero después de ver los trabajos de Holger Buss, todos ellos publicados en su web, así como el montaje de las cámaras gopro, programas y como lo hace, me animó a ponerme en serio con el tema.

Las gopro y la iluminación de video ya formaban parte de nuestros equipos antes de interesarnos por la fotogrametría, David Becerra, foto del autor.

Esto esta muy lejos de ser un tutorial o pretender serlo, simplemente son mis primeros pasos con sus aciertos y errores, por si a alguien le puedo evitar alguna hora de trabajo inútil con mi limitada experiencia. Una vez aclarado esto, así empecé yo: Lo primero que hay que hacer obviamente, es conseguir las imágenes de lo que queremos reproducir y aunque en un momento pensé que seria necesaria una cámara de calidad, nada más lejos de la realidad. En la fotogrametría terrestre nunca aconsejan usar lentes tipo ojo de pez, por la distorsión de la imagen, pero bajo el agua la cosa cambia, todos los equipos de fotografía submarina utilizan estas lentes y para mi sorpresa, con una simple gopro, cuyos modos son tipo ojo de pez, el modo medio equivale a un objetivo de 21 mm, se consiguen unos resultados espectaculares.

Datos de equivalencia de los modos de gopro, extraído de la pagina de soporte de gopro.

Lo fundamental, lo único que va marcar la diferencia en la fotogrametría es la iluminación, aquí si que no se puede escatimar en material, cuanta más mejor, en mis primeros 5 días probando como hacer modelos 3D, tiré de archivos de video de nuestras inmersiones y en los que no use la iluminación para grabar no salió nada, por muy buena visibilidad que hubiera ese día, por muy someras que fueran las inmersiones, sin focos no sale una fotogrametría.

Todo lo necesario para probar, en mi caso gopro hero 5 black con carcasa, iluminación de vídeo light for me de 200 W, soporte y brazos.

¿Foto, time lapse o video? Esta es la parte donde hay más controversia, en todas las páginas, tutoriales o donde consultase, la respuesta era clara, mejor siempre las fotos, estas, en teoría, serán siempre de más calidad y guardan información de la cámara en forma de metadatos para que los programas sean capaces de corregir las imágenes, pero un naufragio es enorme y los trabajos que he visto requieren de 5.000 a 9.000 fotografías para generar un buen objeto 3D, esta claro que es un trabajo imposible sacar foto a foto. Así que la opción más lógica sería configurar la gopro en modo time lapse foto (se puede elegir entre video time lapse o guardar cada foto), sacando por ejemplo una foto cada segundo y recorrer todo el pecio, pero aquí es donde la gopro tiene uno de sus puntos débiles y es que en este modo, a no ser que la iluminación sea excepcional, las imágenes resultan borrosas y de baja calidad, recordemos que al fin y al cabo, son cámaras de acción y su fuerte son los videos, en las fotos dejan mucho que desear.

Modelo de un grg en el lago de As Pontes, sin textura. Única excepción que salió sin iluminación, pero era un día muy soleado, agua dulce, cristalina y a 7 metros de profundidad.

Si el punto fuerte de una gopro son los videos, aprovechémoslo, como decía más arriba, la iluminación es fundamental y a no ser que se disponga de dos focos de video buenísimos, el video es la mejor opción, este aporta un paso extra al trabajo ya que hay que extraer los fotogramas y por desgracia los datos de la cámara se pierden, pero como ventaja donde un time lapse guarda como mucho, una foto cada medio segundo, un video en full HD de mi gopro hero 5 captura 30 o 60 fotogramas por segundo, aportando muchas más imágenes y más solapadas, pudiendo desechar las borrosas sin perder zonas de cobertura, lo que facilita las cosas a los programas.

El primer programa con el que probé fue uno gratuito y de código abierto, Meshroom, es tremendamente fácil de usar y los resultados son de buena calidad, hay disponibles muchos tutoriales, videos y foros donde aprender a usarlo, pero básicamente se copian las fotos, se guarda el proyecto y se le da a START, así de sencillo, la pega es que los cálculos se hacen en el servidor de la compañía, así que no solo dependemos de la potencia de nuestro ordenador, también de nuestra conexión a internet y por muy buenos que estos sean, es un proceso más lento que un programa instalado en nuestro ordenador, de hecho para un proyecto con 300 fotos, en mi caso, necesitaba unas 3 horas de procesamiento.

Pantalla de Meshroom, tan sencillo como copiar, guardar y empezar.

Luego de trabajar durante días con este programa y aprender que videos podía usar, la importancia de la iluminación y sacar unos buenos modelos 3D me decidí a probar el programa que muchos usaban y del que tan bien hablaban, el Agisoft Metashape, y aquí la cosa cambia, no solo es más rápido y en 15 minutos tengo listo un proyecto de 200 imágenes, si no que se puede importar directamente el video, retocar el resultado para limpiarlo, combinar objetos y todo lo que se nos ocurra, pero todo esto evidentemente, suma más horas viendo tutoriales, leyendo y aprendiendo a usar dicho programa.

Captura de pantalla de Agisoft Metashape
Con tan solo 20 segundo de video pude realizar este modelo 3D de la campana del Virent, para lo cual el programa uso 137 imágenes.

A partir de aquí las posibilidades son lo que quiera cada uno, este modelo se puede exportar en formato compatible con Blender, un programa gratuito y muy potente donde se puede realizar una animación sobre el objeto, cambiar la textura, la iluminación, añadir mas objetos o agua a la escena, o también exportar a un formato de impresión 3D y tener un objeto físico a escala donde planificar las inmersiones en el caso de un pecio, o imprimir en tamaño real piezas pequeñas, como la campana del Virent con todo lujo de detalle.

Modelo solido de la campana a partir de la fotogrametría, aunque el video del que saque las imágenes era malo y no estaba pensado para la fotogrametría, en este modelo hasta se aprecian algunas de las letras de la campana.

Publicado por toninorthwest

Un pequeño explorador...

Un comentario en “Fotogrametría con Gopro, primeros pasos

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