La fotogrametría es el proceso de obtener datos fiables de objetos del mundo real a partir de fotografías.
A partir de una imagen, se extraen datos 2D y 3D, y superponiendo fotos de un objeto, edificio o terreno, se crea un modelo 3D digital. Esto permite capturar objetos grandes, incluso paisajes, que de otro modo sería imposible escanear. Por ello, topógrafos, arquitectos, ingenieros y contratistas suelen utilizar la fotogrametría para crear mapas topográficos, redes o nubes de puntos.
El software de fotogrametría se presenta de muchas formas. Las soluciones comerciales son ideales para aplicaciones industriales y de ingeniería, pero también existen interesantes programas y aplicaciones gratuitos. Solo necesita una cámara o un teléfono para hacer fotos. Además, si tiene acceso a una impresora 3D, luego incluso podrá imprimir sus modelos.
En este artículo, hemos recopilado una lista de los mejores programas de fotogrametría 3D gratuitos, pero antes, veamos con más detalle cómo funcionan.
Tipos de fotogrametría
Los programas de fotogrametría registran automáticamente los puntos comunes entre varias imágenes y calculan su distancia en el espacio 3D. El resultado de este proceso es una nube de puntos que posteriormente puede transformarse en una malla 3D. Por norma general, de cuantas más fotos se disponga, mayor será la calidad del modelo. Algunos programas avanzados pueden ofrecer herramientas para refinar la nube de puntos, mejorando la calidad de la malla.
Es imprescindible disponer de una cantidad suficiente de datos de imagen para garantizar la precisión del programa de fotogrametría. Se utilizan principalmente dos técnicas: la estructura a partir del movimiento y los marcadores codificados. El método de estructura a partir del movimiento se basa en características naturales, como la corteza de los árboles y las texturas densas. Los marcadores codificados se emplean cuando se procesan objetos con rasgos pobres o superficies reflectantes y transparentes. Si se utilizan correctamente, los marcadores de código ofrecen mayor precisión que la técnica de la estructura a partir del movimiento.
La mayoría de los programas de fotogrametría se centran en generar mallas 3D o nubes de puntos de alta calidad. Sin embargo, algunos programas también incorporan en su espacio de trabajo herramientas de análisis, cuyas funciones adicionales permiten a los usuarios realizar mediciones, crear anotaciones en mapas y enriquecer los datos. Las empresas de infraestructuras, las agencias forestales y las entidades de gestión de las líneas costeras utilizan con frecuencia este tipo de soluciones.
La configuración típica para la fotogrametría requiere de una cámara de mano o una cámara montada en un trípode, para mayor estabilidad. Este enfoque, conocido como fotogrametría terrestre, captura imágenes a nivel de calle y es adecuado para escanear objetos a pequeña escala.
La fotogrametría aérea, a su vez, implica la instalación de una cámara en un avión para captar imágenes de estructuras de mayor envergadura como edificios, montañas o ciudades. Un modelo de alta calidad requiere cientos o miles de fotos y una superposición de entre el 80 y el 90 %.
Dicho todo esto, conozcamos las mejores opciones gratuitas disponibles para ayudarle a empezar a capturar escenas impresionantes.
Meshroom
Meshroom es un software de fotogrametría gratuito y de código abierto basado en el marco de AliceVision. Con él se puede generar un modelo 3D utilizando amplias imágenes de un objeto tomadas desde diferentes ángulos. El software calcula la distancia entre los puntos de la superficie y crea una malla del objeto.
El programa está construido en torno a un flujo de trabajo fácil de usar y basado en nodos que conecta todos los pasos para generar un modelo 3D. En algunos otros programas habría que activarlos individualmente, pero como en Meshroom forman una línea de nodos, basta un solo clic.
Entonces, ¿qué sentido tiene esta elaborada línea de trabajo cuando todo lo que se necesita es pulsar un botón? La explicación es que cada uno de estos nodos puede ajustarse para obtener exactamente el resultado que se desea. Por ejemplo, puede elegir el nodo de texturas para establecer la resolución del mapa de texturas con el fin de que se ajuste a la aplicación que le vaya a dar: desde juegos para móviles hasta renderizados en alta resolución. Cuanto más tiempo invierta en este software gratuito de fotogrametría, mejores serán los resultados que obtenga.
Si es usuario de Autodesk Maya, puede instalar un complemento gratuito de Meshroom desde su sitio web para utilizar el software directamente dentro del modelador 3D. De lo contrario, también dispone de sencillas opciones de exportación para Blender o Unity.
- Página web de descarga: Alicevision
- SO compatibles: Windows, Linux
- Formatos de salida: .obj, .ply
OpenMVG
OpenMVG es una biblioteca especializada en fotogrametría muy popular dentro de la comunidad dedicada a la geometría de vista múltiple (MVG) y entre los científicos especializados en visión artificial o visión por ordenador. Tiende a centrarse en la técnica de fotogrametría «structure from motion» (SFM), y cuenta con numerosas herramientas integradas construidas en torno a esta.
Todas sus características y modelos se han probado para asegurarse no solo de que funcionen correctamente, sino también de que lo hagan en situaciones reales.
Este pipeline de fotogrametría requiere de compilación para su uso y son necesarios ciertos conocimientos informáticos para empezar a utilizarlo. Sin embargo, su accesibilidad enfocada a la comunidad convierte a OpenMVG en una herramienta accesible que se puede incorporar en los flujos de trabajo de otras herramientas de fotogrametría.
- Página web de descarga: GitHub
- SO compatible: Windows
- Formato de salida: .ply
VisualSFM
Como su nombre indica, VisualSFM es un programa de fotogrametría que utiliza el método «structure from motion» (SfM) para generar nubes de puntos. Los usuarios pueden elegir entre trabajar desde la línea de comandos o con una interfaz gráfica de usuario. El programa puede detectar características y hacerlas coincidir, así como ajustar bloques.
Creado por Changchang Wu, un ingeniero de software de Google, VisualSFM es fruto tanto de la propia investigación de Wu como de las de otros investigadores especializados en este campo. Aunque los fanáticos de la fotogrametría pueden volverse locos con docenas de configuraciones de parámetros para ajustar los resultados, el proceso básico para crear una nube de puntos consiste en no más de cuatro clics. Tenga en cuenta que este programa solo es gratuito para su uso personal o académico, sin ánimo de lucro.
- Página web de descarga: VisualSFM
- SO compatibles: Windows, MacOS, Linux
- Formato de salida: .ply
MicMac
MicMac es un programa de fotogrametría 3D gratuito y de código abierto desarrollado por el Instituto Geográfico Nacional de Francia y la Escuela Nacional de Ciencias Geográficas de Francia. Su sofisticado conjunto de funciones es adecuado principalmente para usuarios profesionales o académicos, pero también puede resultar interesante para aficionados.
Como producto de una experiencia docente y de investigación constante, MicMac ha demostrado ser una herramienta versátil utilizada con éxito en cartografía, protección medioambiental, silvicultura, conservación del patrimonio cultural y sectores privados para generar modelos 3D e imágenes ortográficas.
Este programa de fotogrametría 3D gratuito también puede manejar cualquier objeto y escala que se le proponga. Es tan capaz de medir grandes parcelas de tierra como de escanear pequeños objetos, además, puede procesar imágenes de corto alcance e imágenes aéreas. Algunas de las herramientas de edición que proporciona incluso la convierten en una solución factible para la metrología y la topografía. Existen muchos tutoriales en línea con los que se pondrá rápidamente al día.
- Página web de descarga: GitHub
- SO compatibles: Windows, MacOS, Ubuntu, Raspberry Pi
- Formatos de salida: .geotiff, .ply, .xml
Regard3D
Regard3D es software de fotogrametría de código abierto que usa el metodo llamado «structure from motion» (SfM) para convertir fotos desde varios ángulos de un objeto en un modelo 3D. El software ofrece una variedad importante de herramientas para editar la nube de puntos, ya sea con vértices de colores o una textura, antes de generar una malla 3D.
Puede llevarle un tiempo adaptarse y sentirse cómodo con todos los ajustes y parámetros que puede configurar antes de lograr el tipo de resultado que desee. Si es nuevo en el mundo de la fotogrametría, este es un buen punto de partida: el sitio web de Regard3D ofrece todas las guías y tutoriales que necesite para ponerse en marcha rápidamente.
- Página web de descarga: Regard3D
- SO compatibles: Windows, MacOS
- Formatos de salida: .obj, .ply
COLMAP
COLMAP es un programa de fotogrametría 3D gratuito disponible en GitHub para su descarga. Puede ejecutarse desde la línea de comandos o manejarse como cualquier otro programa con una interfaz gráfica de usuario. Como la mayoría de los programas de fotogrametría de esta lista, COLMAP puede reconstruir objetos 3D de forma automática, ya sea desde imágenes procedentes de una sola cámara o con configuraciones estéreo.
Al ser un programa creado por investigadores, COLMAP también incluye numerosas opciones avanzadas. No son imprescindibles para aquellos usuarios que quieran generar una malla 3D de forma rápida y fácil, pero sin duda mejoran la calidad. Por ejemplo, se puede definir de forma exhaustiva el tipo de cámara que se utilizó para capturar las imágenes. Lo mismo ocurre con el proceso de extracción de características, que puede ajustarse para obtener los mejores resultados posibles. Aunque el programa puede exportar una malla 3D, solo permite trabajar con la densa nube de puntos de la ventana de visualización. Para limpiar y perfeccionar la malla 3D, tendrá que trabajar con otros programas como MeshLab.
- Página web de descarga: GitHub
- SO compatibles: Windows, MacOS, Linux
- Formatos de salida: .ply, .vrml
PhotoCatch
PhotoCatch es una de las primeras apps basadas en la API de captura de objetos de Apple, disponible en MacOS Monterey y versiones superiores. Le permite crear escaneos de objetos en 3D con su iPhone o iPad mediante un proceso sencillo y fácil de usar que solo le llevará unos minutos.
Sin embargo, tenga en cuenta que, para recopilar los datos, se necesita un Mac con un chip M1 o un Mac Intel con 16 GB de RAM y una GPU AMD con al menos 4 GB de VRAM. Si no dispone de una máquina que cumpla estos requisitos, PhotoCatch también funciona desde dispositivos móviles iOS.
Los comentarios de la comunidad son abrumadoramente positivos, e incluso aquellos usuarios completamente nuevos en la fotogrametría comentan haber podido crear escaneos con éxito. Si dispone de los requisitos de hardware necesarios o no le importa desembolsar unos cuantos euros para que la computación se realice en la nube, no deje pasar la ocasión de probar esta herramienta.
La descarga de la aplicación es gratuita pero, dependiendo del número de imágenes cargadas, un modelo costará a partir de unos 2 €. También hay paquetes Essentials y Pro por unos 5 y 10 € al mes, respectivamente. PhotoCatch también admite la exportación directa a Sketchfab, donde se exponen muchos modelos disponibles para descarga.
- Página web de descarga: App Store
- SO compatibles: MacOS, iOS
- Formato de salida: .usdz
Kiri Engine
Mientras que los usuarios de iOS disponen de cierta variedad en cuanto a aplicaciones de fotogrametría, los propietarios de Android están mucho más limitados en sus opciones. Creemos que Kiri Engine es uno de los pocos servicios que ofrecen resultados decentes con teléfonos Android.
Incluso existe la opción de utilizar la interfaz web, ¡así que ni siquiera necesita un teléfono! Utilizar Kiri Engine en un navegador web es bastante sencillo, y le permite cargar imágenes desde una cámara DSLR para obtener una reconstrucción aún mejor.
La descarga de la aplicación es gratuita, pero debe utilizar fichas (tokens) para exportar los modelos escaneados. Estas fichas le dan acceso a descargas ilimitadas de un modelo escaneado. Usted recibe tres fichas, que se recalculan cada semana. También hay una limitación de 70 fotos por modelo. La versión pro cuesta aproximadamente 55 € al año o 14 € al mes. Le ofrece exportaciones ilimitadas, ajustes avanzados de la cámara, interfaz web y hasta 200 fotos por modelo.
- Página web de descarga: App Store, Google Play, navegador web
- SO compatibles: iOS, Andoid
- Formatos de salida: .obj, .mtl, .jpeg
Licencia: El texto del artículo "Los mejores programas para fotogrametría 3D gratis" de All3DP está bajo una licencia de Atribución 4.0 CC BY 4.0..