Behind the scenes: Digitalizando el Palacio Gran Ducal de Luxemburgo para la Exposición Universal

Cuando el equipo de soporte de Artec 3D recibió la llamada para digitalizar Luxemburgo con motivo de la Exposición Universal, la noticia les entusiasmó. ¿Llevar el escaneo 3D al límite y mostrar el país al mundo? Una oportunidad única. Eso sí, en el camino surgieron algunos contratiempos mientras buscaban la forma más rápida y sencilla de hacerlo.

Al principio, intentaron digitalizar una maqueta del palacio hecha con azúcar utilizando el Artec Spider II de alta resolución. Aunque su aspecto era muy realista, y Spider II capturó sus matices con gran precisión, la réplica no ofrecía la exactitud geométrica necesaria para crear un modelo 3D uno a uno fiel a la realidad.

Artec Spider II capturando una maqueta de azúcar del Palacio Gran Ducal de Luxemburgo.

Al no funcionar ese atajo, el equipo de Artec no tuvo alternativa: había que escanear el propio Palacio Gran Ducal. Y eso traía nuevos retos. Artec Ray II es excelente para capturar objetos y espacios de gran tamaño, pero su montaje en trípode limita lo que puede “ver” desde arriba. Por suerte, Artec Studio ya incorpora fotogrametría compatible con drones.

El siguiente obstáculo fue conseguir permiso para volar un dron en una zona patrimonial tan concurrida. Para ello, fue necesario visitar al Premier Conseiller del palacio, quien logró autorizar el vuelo. Y aún quedaba el problema de los peatones. Al ser una atracción turística muy popular, suele estar llena de gente, lo que en captura 3D puede provocar oclusiones y desenfoques por movimiento.

Gracias a un escaneo doble realizado con cuidado, al sistema Visual Inertial System (VIS) integrado en Ray II y a los algoritmos avanzados de Artec Studio, el equipo consiguió finalmente capturar un modelo 3D enorme y muy detallado, con un aspecto realista ideal para experiencias de RV inmersivas.

Escaneo sencillo, resultados excepcionales

Según Keynan Tenenboim, uno de los especialistas en escaneo 3D del proyecto, la captura de datos con Ray II no fue tan complicada como parecía. Su sistema VIS permite rastrear la posición del escáner en el espacio 3D, de modo que el usuario solo tiene que colocar el dispositivo y capturar desde distintos ángulos. “Mi trabajo consistió básicamente en mover el escáner y pulsar un botón”, explica Tenenboim. “No hacía falta mucha habilidad. ¡Cualquiera podría haber hecho el trabajo!”

El verdadero reto era escanear desde la distancia adecuada para capturar el conjunto a escala. Ray II puede alcanzar hasta 1,9 mm de precisión desde diez metros de distancia, pero si Tenenboim se acercaba demasiado, algunas partes de la arquitectura se ocultaban otras. La solución fue alejarse hasta unos 20 metros, de forma que todo el conjunto quedara a la vista, y rodear el complejo al completo.

El modelo 3D definitivo del Palacio del Gran Duque.

Mientras Tenenboim escaneaba con Ray II, su compañero Jerry Klein pilotaba un dron sobre la zona. Aunque tenía permiso para volar, no era una tarea sencilla. El palacio está rodeado por una compleja red de carreteras y cualquier error de navegación habría sido muy costoso. Aun así, y pese a no ser un piloto experimentado, Klein logró capturar toda la escena.

“Volar un dron es como jugar a un videojuego, no tiene nada de especial. Es bastante intuitivo”, comenta Klein. “La ventaja de capturar imágenes es que se obtiene mayor fidelidad visual y menos ruido. En Artec Studio también puedes crear modelos 3D a partir de vídeos, así que capturé ambos por si acaso. El vídeo nos permitía ir más rápido y las fotos servían para las zonas más difíciles de reconstruir”.

Fusionando distintos conjuntos de datos en Artec Studio

Artec Studio es una herramienta todo en uno para capturar, procesar y combinar datos 3D obtenidos con escáneres de luz estructurada, láser y LiDAR, además de fotogrametría. Para fusionar escaneos 3D con fotos o vídeos, primero es necesario generar las mallas 3D. En este proyecto, el VIS volvió a ser clave, ya que simplificó muchísimo la pre alineación.

“El sistema VIS de Ray II alinea automáticamente todos los escaneos, así que cuando cargas los datos en Artec Studio, los objetos ya están pre alineados”, añade Tenenboim. “En lugar de ver 100 escaneos separados, ves un único objeto en pantalla. Uno de nuestros objetivos fue mantener ese sistema activo y aprovecharlo al máximo”.

Artec Ray II frente al enclave patrimonial Hollow Tooth en Luxemburgo.

Generar una malla 3D con fotogrametría con IA es un proceso algo distinto, pero también ofrece resultados excelentes. Los algoritmos de Artec Studio convierten fotos o vídeos en una vista previa del modelo con una caja delimitadora ajustable. Una vez se indica qué datos utilizar, el software genera modelos 3D realistas en tiempo real, que luego pueden fusionarse con los obtenidos mediante escaneo 3D para lograr gran detalle a gran escala.

En Artec Studio también puedes rellenar huecos, eliminar objetos en movimiento, mapear texturas y decimar modelos para reducir el número de polígonos. Todo esto permite pulir el resultado final y, en el caso de los expertos de Artec, fue clave para crear modelos ligeros pensados para aplicaciones de realidad virtual.

Apostando por la preservación del patrimonio del futuro

Combinando Ray II, la fotogrametría con IA y escáneres portátiles como el Artec Leo inalámbrico, el equipo pudo digitalizar otros monumentos para el Pabellón de Luxemburgo. Entre ellos se encuentra “Hollow Tooth”, un enclave declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, con un acantilado en uno de sus lados, lo que obligó a usar un dron. De nuevo, los datos se fusionaron con los escaneos de Ray II para obtener un modelo completo desde todos los ángulos.

Junto al resto de modelos capturados, Hollow Tooth ya se puede explorar a través de la app de la Expo de Osaka, acercando la historia del país a nuevos públicos. De hecho, los visitantes presenciales de la Expo se suman a quienes se conectan a distancia para “recorrer” con realidad virtual algunos de los lugares más emblemáticos.

Modelo 3D de Hollow Tooth, también capturado con Ray II y con fotogrametría con IA.

Klein ve un gran potencial en este enfoque, no solo para la preservación del patrimonio, sino también para otras aplicaciones a gran escala, donde la combinación de distintos escáneres 3D y la fotogrametría ofrece una precisión y una escala de captura excepcionales: lo mejor de ambos mundos.

“Este enfoque puede aplicarse en otros sectores, desde la industria cinematográfica de Hollywood hasta los videojuegos, en cualquier ámbito donde tradicionalmente la geometría no es lo más importante y prima la textura”, concluye Klein. “Al combinar escaneo 3D y fotogrametría, obtienes buena geometría y texturas de alta fidelidad. Es muy útil, no tienes que elegir”.

Artec 3D se siente orgullosa de haber contribuido a la creación del Pabellón de Luxemburgo en Osaka.