Hace ya algunos años, publicamos en este blog un completísimo curso online sobre photogrammetry, o fotogrametría (parece ser) en castellano. Desde entonces han aparecido nuevos software, alguna que otra herramienta, y quizás algunos de los procesos han cambiado ligeramente, aunque nada revolucionario, la verdad. Por mi parte, hace tiempo que no trabajo en un proyecto donde requiera de la captura de assets mediante fotogrametría, el útimo show en el que utilicé de forma notoria técnicas de fotogrametría fue Assassin´s Creed.
En aquella ocasión capturé y recreé posteriormente parte del vestuario y props utilizados por Michael Fassbender y Ariane Labed. Tras aquel trabajo, no he realizado más que tareas muy esporádicas y sencillas, en cuanto a fotogrametría se refiere. Aun así, he ido seguiendo nuevas técnicas, herramientas y formas de hacer las cosas, y practicando algunas de ellas cuando el tiempo me lo ha permitido.
En un futuro, pretendo crear un nuevo curso de fotogrametría, expandiendo los conocimientos adquiridos en el primer curso publicado, y actualizando todo aquello que ha cambiado durante estos años. En este post, y en una serie de post que vendrán en un corto periodo de tiempo, pretendo mostraros a aquellos que no tengáis demasiada experiencia en técnicas de fotogrametría, como capturar un par de assets sencillos, utilizando para ello diferentes técnicas y herramientas. Hay que tener en cuenta que no todas las tareas de fotogrametría son iguales, y que no se aplican de la misma forma en todas las industria. Por ello, siempre estaré hablando desde el punto de vista de efectos visuales.
Pasaremos por todas las fases comunes de un proyecto de fotogrametría, incluyendo captura, shooting pattern, color correction, software de fotogrametría, reconstrucción del asset, clean-up, retopología, de-lighting, texturizado, look-dev, y render test.
Este es el asset que pretendemos capturar, una roca incrustada en el suelo. No nos preocuparemos de la hierba, simplemente de la superficie rocosa. Siempre que capturo un asset, hago una fotografía de contexto o staging, simplemente para mostar cual es el asset a capturar y el entorno que le rodea, para tener en cuenta el contexto de cara a una futura reconstrucción.
Los suscriptores de elephant vfx pro, podéis descargaros las fotografías raw para trabajar en este proyecto.
Este tipo de assets son muy sencillos de capturar. Basta con hacer un “turntable” con un par de alturas diferentes. Sin necesidad de utilizar trípode. El único equipo utilizado es una Sony A6000 con un milti zoom y una Macbeth Chart. También conviene utilziar sistemas de medición o escala a la hora de captuar. En este caso no he utilizado ninguno, pero siempre tengo un macbeth chart en frame, con tamaño conocido, así que puedo escalar el asset para obtener una escala real posteriormente.
Los settings de cámara, para este caso en particular, son extremadamente básicos. Fstop 11, ISO 300, aperture priority, es decir, ajuste automático en función de la apertura. White balance fijo, no importa cual (disparamos raw), en este caso nublado, y foco automático. La iluminación es natural, así que no nos preocupamos en ese aspecto. Como decía, este es el “pattern” utilizado para realizar las fotografías.
Mi organización de ficheros, por el momento al menos, es muy sencilla. Diferentes directorios para cada tipo de formato fotográfico.
Quiero utilizar la herramienta color checker passport para calibrar el color de mis fotografías adecuadamente, pero para ello necesito antes convertir las fotografías a DNG. No es necesario convertir toda la secuencia, basta con convertir una sola fotografía en la que el Macbeth chart esté en foco y bien expuesto. Una ve convertida, podemos utilizar la herramienta color checker passport con ella.
Automáticamente los swatches del color chart serán seleccionados, de no ser así puedes ajustarlos a mano. Una vez hecho esto, el software ajustará los valores de los swatches de la fotografía acorde a los valores de medición ideales del fabricantes del color chart. Y con ello crearemos un perfil de cámara que reutilizaremos posteriormente en Adobe Camera Raw para aplicar a todas las fotografías del shoot.
Una vez creado el perfil de cámara, abrimos la fotografía con Adobe Camera Raw. Lo primero que necesitamos hacer es aplicar el perfil creado anteriormente.
Lo que pretendemos con este proceso es linearizar la imagen. Linearizar es un término utilizado para diferentes propósitos en vfx, en este caso nos referimos a dejar la imagen lo más neutra posible, entendiendo por neutra, plana.
El tipo de curva debe ser linear, para que la transformación aplicada sea lo menor posible, y todos los ajustes deberán desactivarse para neutralizar la imagen de la mejor forma posible.
Ahora toca utilizar al herramienta white balance para eliminar la mayor parte de transformación de color aplicada por tu cámara, en este caso, la mia :)
Después, selecciona dos o tres swatches para matchear los valores proporcionados por el fabricante, en este caso 243, 160 y 52 aproximadamente. Una vez terminado, hacemos click en “done” y toda la información será guardada en los meta datos de la imagen.
Abrimos todas las imágenes en Lightrooms y sincronizamos los settings acorde a la imagen DNG que hemos corregido en Adobe Camera Raw. De esta forma todas las imágenes, que han sido realizadas bajo las mismas condiciones lumínicas y con casi idénticos settings de cámara, vivirán en el mismo contexto. Las imágenes resultantes las exportamos como .JPG El software de fotogrametría, aunque entiende imágenes de alto rango dinámico, no lo utiliza para nada, así que siempre vamos a utilizar imágenes de bajo rango dinámico. El resultado será el mismo pero el tiempo de computación será mucho menor.
Como software de fotogrametría en este particular ejemplo, vamos a utilizar Agisoft photoscan. Las licencias personales son realmente asquibles, y los resultados obtenidos en este software son excelentes. El otro software hot del momento es Reality Capture, que es considerablemente más caro, pero muchísimo más rápido, especialmente cuando trabajamos proyectos con varios cientos de fotografías.
La rapides, es lo único que en mi parecer es mejor en Reality Capture que en Photoscan, el resto, prefiero Photoscan. En el futuro utilizaremos Reality Capture para varias tareas.
Nota importante, Reality Capture no está disponible ni para Mac ni para Linux.
Lo primero que conviene realizar en Photoscan es analizar la calidad de las fotografías y descartar aquellas por debajo de 0.2
Este asset es muy sencillo, y no utilizamos ningún setup especial para capturar las imágenes, así que poco más necesitamos hacer en Photoscan. Tenemos que alinear las imágenes en primera instancia. Tenemos unas 90 imágenes, con suficiente overlapping entre ellas, así que la tarea de alineación se con total seguridad que será un éxito. Procursa siempre realizar suficientes fotografías para generar un point cloud suficientemente detallado.
Tras unos minutos las fotografías son alineadas y una cámara es virtual por cada disparo. En esta ocasión todas las cámaras han sido perfectamente alineadas, sin ningún descarte. Sinónimo de que el material fotográfico es bueno.
El siguiente paso es generar el point cloud. Este es el proceso que más tiempo requiere, en mi caso, utilizando un iMac 2013 ha tardado alrededor de 4 horas y media. Conviene utilizar la calidad más baja posible, simplemente para testear que todo funciona correctamente. Con esta calidad tardará apenas uno minutos. Si prevees que todo está ok, utiliza calidad alta y genera el point cloud.
Una vez terminado el proceso, podremos ver un point cloud, incluyendo vertex colors (no teturas) bastante detallado. Eso simplemente es un point cloud, aun tenemos que generar el mesh y las texturas. La densidad del mesh dependerá de la calidad del point cloud generado.
Una vez finalizada la generación del mesh y de las texturas, podemos exportar el proyecto mediante .fbx de esta forma conseguiremos la geometría y las cámaras para su posterior utilización en Maya, Mari, etc. Ten en cuenta de que tanto el mesh como las texturas son simplemente placeholder, vamos a generar un mesh y unas texturas aptas para el trabajo de producción. Lo que estamos exportando desde Photoscan no nos sirve para viajar a traves del pipeline de vfx.
Importamos en Maya el .fbx y obtenemos el mesh, las texturas y las cámaras. Para alinear o escalar el asset es muy importante agrupar todo el contenido dentro de un locator o similar. Necesitamos las transformaciones originales para seguir trabajando el asset en el futuro.
Continuaremos trabajando este asset en el siguiente post.
Los suscriptores de elephant vfx pro, podéis descargaros las fotografías raw para trabajar en este proyecto de fotogrametría.
