En la actualidad, gracias a los avances tecnológicos, la fotogrametría tiene un amplio campo de aplicación. Se utiliza, por ejemplo, en arquitectura e ingeniería para documentar edificios y estructuras. En arqueología es una técnica habitual para registrar yacimientos y piezas históricas en tres dimensiones. En el área de Conservación de Patrimonio Cultural, la fotogrametría permite obtener réplicas digitales de alta resolución sin necesidad de manipular las piezas originales. De esta forma se facilita su estudio, difusión y preservación.

Es un dato conocido que tras la pandemia el sector de los videojuegos ha elevado su facturación a récords históricos. En consecuencia, algunas empresas referentes en este campo han explorado otras áreas de negocio: implementando, comprando y absorbiendo a departamentos enteros especializados en fotogrametría.  Aquí es donde los caminos entre la técnica fotográfica y software se cruzan para ofrecer herramientas más precisas.

Flujo de trabajo de una fotogrametría patrimonial de alta resolución

En la facultad de Bellas Artes trabajamos habitualmente con varios modelos y equipos. En aras de protocolizar los resultados tenemos una escultura de referencia -un busto de mujer con detalle por debajo del milímetro- que nos sirve de test comparativo entre equipos de captura. Con esta referencia podemos acotar hasta dónde podemos llegar con cada set de cámara y óptica.

En esta ocasión, realizamos todo el proceso con una cámara de alta resolución Fujifilm GFX100S y el macro Fujinon GF120mmF4 R LM OIS WR Macro capaz de exprimir cada píxel de su sensor de formato medio digital. Antes de elegir esta combinación realicé varias pruebas de resolución centro-esquina con muchas ópticas de la serie GF, siendo esta la que mayor nitidez desarrolla de todo el elenco, hasta la fecha.

El proceso comienza con la toma sistemática de fotografías alrededor del objeto desde múltiples ángulos, asegurando un amplio recubrimiento entre tomas. Es importante el control de iluminación para evitar sombras no deseadas. Esta combinación de cámara y óptica optimizó los resultados. Al montar un captador contemporáneo, de cien millones de píxeles, y poder acotar de manera precisa la luz artificial, el nivel de detalle obtenido en todas las muestras fue excepcional.

Tras la captura de los tres anillos básicos -secuencias de imágenes capturadas en picado, frontal y contrapicado- las imágenes se procesaron primero en un editor de archivos RAW para incorporar flujos de gestión de color y después, con los archivos convenientemente exportados y números, se trasladaron al software especializado en inferir la malla 3D. En nuestro caso usamos Reality Capture por su capacidad de procesamiento y detalle en mallas complejas.

Mediante algoritmos avanzados basados en la redundancia de los píxeles, el programa identifica los puntos comunes entre fotos y calcula las posiciones relativas de la cámara, generando una primera nube dispersa de puntos. Este será el boceto de la forma que posteriormente afinará mediante un laborioso render. A partir de esta nube se crea una malla poligonal, a la cual se le aplica la información de color de las fotografías para obtener la textura foto-realista.

El modelo en tres dimensiones resultante con su textura asociada puede exportarse a otros programas de diseño 3D o realidad virtual. Esta aplicación generó réplicas la malla con más resolución que hemos obtenido en nuestro set de pruebas, superando los 90 millones de polígonos. Una malla que ofrece un importante reto en su edición debido a la capacidad de procesado que exige pero que sin duda se acerca al objetivo final: obtener la malla con mayores capacidades de reproducción facsimilar, mostrando detalle por debajo del milímetro y una capacidad de archivo suficiente para exprimirse en futuros modelos de difusión digital o impresión 3D.  

Fotografía computacional

Pese a los muchos estereotipos que aún perduran dentro de la fotografía y al margen de las modas, es innegable que la incorporación de algoritmos a nuestros procesos de captura ha venido para quedarse. Como profesor de universidad y con una cierta trayectoria probando equipos fotográficos, no veo ningún inconveniente en sumar todas las herramientas que sean necesarias para llegar a un fin. Tan útil y complementario como hacer una cámara estenopeica con una caja de cartón para entender los procesos fotográficos por dentro antes de explicar fotografía digital, captores y ópticas.

Sobre el autor

Manuel San Frutos profesor de fotografía aplicada a la Restauración y Conservación en la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid. Doctorando, licenciado en Bellas Artes con estudios parciales en Historia del Arte y Antropología.

Funambulista entre la estética y la práctica fotográfica. Como formador ha impartido un amplio elenco de cursos monográficos y multitud de proyectos docentes para el sector público y privado.

Desde 2005 escribe regularmente para diferentes medios. En la actualidad es el editor jefe de Albedo, medio informativo especializado en estética y técnica fotográfica y director del programa formativo multidisciplinar Aula Transversal.