[OFF TOPIC] [SCANER 3D] Iniciandose en el escaneo 3D con luz estructurada

[AdansCW]

Buenas,

Después de lo comentado en el hilo de Ivancito y la propuesta de Jose Hevia, empiezo un hilo a modo de cajón desatre para aprender un poco sobe las tecnologías disponbibles.

En el hilo de Ivancito se habla bien de los scanners basados en laser, pero me gustaría profundizar en los scanner basados en luz estructurada (con proyector) y una cámara de fotos (tengo una canon 350D destinada a Timelapses y experimentos y malos tratos...), bueno, pego aquí las dos últimas aportaciones de Jese H, que tengo que leer con calma:

@Adans. Con lo de scripts me refiero a manejar fotos. El sistema en 
davidscanner es que el usa el interfaz de webcam para sincronizar 
fotos con el proyector. Muestra una imagen estructurada, hace foto, 
cambia la imagen estructurada, y así lo hace todo. 

Si quieres hacer lo mismo tu puedes hacerlo manejando fotos con 
scripts manejando sofware como imagemagick para umbralizar las fotos y 
demás: 
http://www.imagemagick.org/script/index.php 

Es más trabajo, pero la recompensa es mucho mayor, ya que la calidad 
de las fotos le da mil vueltas al video. 

En mi caso con un proyector de diapositivas antiguo, saco foto, cambio 
diapositiva. Eso se puede automatizar con un aparato que saque fotos, 
yo uso uno que se llama triggertrap. El proyector suele tener opción 
de sacar fotos de forma remota y puedes usar el mismo triggertrap. 
Date cuenta de que son muchas fotos. 

El código para detectar 3D es super sencillo, es sólo detectar puntos 
en el espacio, para pasar a superficies o juntar varias vistas usas el 
meshlab. Lo que es pesado es cómo manejar cientos de fotos antes, no 
lo vas a hacer de forma manual. 

Los grados prácticamente puedes hacer 180, casi con 2 fotos sacas un 
objeto(por 2 fotos me refiero a 2 tandas de tantas fotos como planos 
de bits en el proyector, que pueden ser 12 o 16), puedes sacarle 4. 
Con reflex es otro nivel. 

@Adans, no se si me he explicado con claridad, pero me estoy 
ofreciendo a ayudarte. Yo ya tengo mucho trabajo hecho. Si te 
interesa, ponte en contacto conmigo y te explico paso a paso cómo ir 
haciéndolo, te paso los scripts para que lo hagas tú en tu 
computadora. Necesitaré datos como saber que sistema operativo usas y 
demás, yo estas cosas las hago en linux porque es mucho más sencillo 
hacer scripts.

Muchas gracias por la ayuda... la acepto encantado!! si no tienes inconveniente lo tratamos por aquí, por eso de que seguro que hay más de uno que le interesa (y sino, que miren para otro lado :p), y si alguien m'as peude aportar cosillas, pues mejor que mejor.

Saludos.

P.D: A'un tengo que procesar toda esta informaci'on.

[Jose H]

Ok, si te parece empezamos.

Vamos a ir pasito por pasito. Hacemos cada paso público con toda la
información disponible y dejamos un cierto tiempo hasta hablar del
siguiente paso(en función del tiempo que dispongo),resolviendo dudas,
lo dejamos "deberes" y cualquiera pueda seguir los pasos puede añadir
fotos del proceso y de paso documentamos el proceso.

Vamos a necesitar tres cosas fundamentales: Una cámara, un proyector y
un trípode para mantener la cámara en una posición fija:

PASO NUMERO 0. PREPARACION.

El primer paso consiste en preparar los planos de bits que vamos a
usar en nuestro proyector de luz estructurada. Cuantos más planos de
bits, más resolución tendrá nuestro escáner, siendo el máximo la
resolución de nuestro proyector.

En general, el número de planos horizontales será mayor que el de verticales.

El número máximo de planos de bits será el número en base 2
inmediatamente superior o igual a nuestra resolución.

Por ejemplo, si contamos con proyector con resolución
1920(horizontal)x1080(vertical):

1920 no es base pura de 2. 1920= 15x128. La base pura de 2 más
cercana es 16x128= 2 elevado a 11. Podemos comprobarlo fácilmente con
la calculadora, 2 elevado a 10 es 1024, que es menor que 1920, 2
elevado a 11 es 2048 que es mayor que 1920.

Por tanto, vamos a necesitar 11 planos de bits para la luz
estructurada para el eje horizontal.

Haciendo lo mismo en el eje vertical, también obtenemos 11 planos.

Una vez que tenemos el número de planos en ambos ejes tenemos que
generar nuestras diapositivas estructuradas. Si contamos con un
proyector digital será tan sencillo como generar mapas de bits y
mostrarlos directamente por el proyector. En el caso de contar con un
proyector analógico se añade un paso extra: Habrá que sacar fotos de
diapositivas analógicas en pantalla completa a un monitor, y
revelarlas en un laboratorio fotográfico.

Para generar mapas de bits contamos con un programa muy sencillo en
processing que se encarga de todo:
https://www.dropbox.com/home/Public/3d_scanner_pic

El programa se llama 3d_scanner.pde, que cargado en el entorno
processing genera las imágenes correspondientes.

Podemos observar la línea

for (level = 0; level < 11; level++)

que genera 11 planos de bits horizontales y verticales, si en lugar de
11 ponemos 12 generará 12 planos en su lugar.


PREGUNTAS Y RESPUESTAS PASO 0.
PREGUNTA:¿Qué representan los planos de bits?.

RESPUESTA: Representa la codificación binaria de la posición de cada
pixel de la pantalla. Si tenemos el pixel en la posición horizontal
15(15 píxeles a la derecha del origen), y vertical 23 estamos
traduciendo ambos números a binario.

15 = 8+4+2+1 representado en representación binaria es 000 0000
1111 (con 11 dígitos binarios).
23 = 16+4+2+1 en representación binaria es 000 0001 0111

Pues bien, nuestras imágenes de planos de bits representan exactamente
lo mismo de forma gráfica. Existe una correspondencia unívoca entre la
posición de la pantalla y su representación(blanco o negro) en cada
plano de bit, por ejemplo, el archivo:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/3d_scanner_pic/vertical_10.png

Representa con negro todos aquellos píxeles horizontales que son
menores a 1024(2 elevado a 10), y con blanco a aquellos que son
menores.

PREGUNTA: ¿Para qué quiero saber la posición de cada pixel en la proyección?

RESPUESTA:Para triangular la posición tridimensional de puntos de una
superficie:
http://es.wikipedia.org/wiki/Triangulaci%C3%B3n

Gracias a los planos de bits, conocemos la orientación verical y
horizontal de cada punto de una superficie con respecto al proyector.
Cada pixel de la cámara está orientado vertical y horizontalmente con
respecto a la cámara.

Si combinamos las dos orientaciones, conociendo la posición de cámara
y proyector, ya podemos calcular la posición tridimensional de cada
punto de la superficie.

Podemos conocer la posición exacta de cámara y proyector mediante
calibración(PASO 1), o bien podemos colocar nuestra cámara y proyector
de forma controlada donde nosotros queremos, ya que es algo que está
en general 100% bajo nuestro control.

[Jose H]

Recordatorio: Se anima a todo el mundo que disponga de medios a que
siga los pasos y publique aquí las fotos de su evolución como
documentación o simplemente para mostrar progresos. También cualquier
duda.

El plazo para hacerlo será hasta que se publique el siguiente paso, en
nuestro caso calibración. La idea es resolver todas las dudas posibles
y que quede publicado antes de seguir con el siguiente, de forma que
luego sea muy fácil de seguir de forma lineal.

[Jose H]

Processing se baja aquí:

https://processing.org/download/

Es opensource, con lo que no hay problemas de virus ni malware.

[Stanis]

Buff,a leer con calma,y tratar de entender antes de hacer preguntas bobas.Gracias jose.

Por cierto,el IDE de arduino esta basado en processing,y processing no deja de ser java.Solamente como curiosidad.

[Andrés Dans]

Mi madriña... en que momento te he dicho que sí... y esto es solo la sesion 0...

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[Jose H]

No hay que asustarse, Andrés. En el paso 0 está explicado el proceso
completo, una vez lo entendáis os resultará obvio todo el proceso.

El paso 0 es tan sencillo cómo descargar(o generar) imágenes y
mostrarlas con el monitor a pantalla completa y sacarle una foto y
ponerla aquí.

El primero que lo haga será un campeón. :-)
Si luego queréis probar a ver si lo podéis proyectar y además guardáis
las capturas de pantalla de los pasos que seguís para que el proyector
funcione en vuestro sistema operativo, entonces seréis héroes.

[AdansCW]

Anda, triangulame el enlace público del dropbox... que mi dropbox me dice que no existe:

https://www.dropbox.com/home/Public/3d_scanner_pic 

[Ocellet]

Vaya curro que is vais a pegar.
Por aquí me quedo, haber si consigo un proyector este fin de y me lio yo también.

Valdría este??

http://dx.com/es/p/uc28-led-high-definition-home-mini-projector-supports-hdmi-smart-cell-phone-computer-connected-245795

[Jose H]

Dropbox le ha puesto un subrayado delante, no se por qué.

https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/3d_scanner_pic/_3d_scanner.pde

[Jose H]

PREGUNTA(sin respuesta (*)) ¿Qué ocurre si el objeto a escanear es
totalmente negro?

PREGUNTA(sin respuesta) ¿Que ocurre si la superficie a escanear es
metálica o de vidrio?

(*)No la voy a resolver yo. La resolverá alguien que lo pruebe con el proyector.

[Jose H]

@Ocellet. La potencia que tiene es muy pequeña, con lo que no creo que
proyecte sobre objetos muy grandes.

La resolución nativa es sólo 320 x 240. De la máxima no me fio(supongo
que hará algún tipo de interpolación). No he probado uno de estos pero
para objetos pequeños supongo que debería de funcionar, mejor que nada
es. Por ese precio yo no esperaría mucho pero 320x240 puede ser
suficiente ara experimentar y aprender.

[AdansCW]

Sin haber hecho el montaje del proyector, la respuesta trivial a las dos preguntasÑ

1ª- si el objeto es negro, quiere decir que absorbe la luz, por lo que no refleja los blancos, no se ven la líneas blancas y el software no es capaz de triangular los puntos blancos

2ª-Si el objeto es matálico (entiendo que brillante, si es mete a lo mejor no tanto), se produce una reflexión pura (con angulo de incidencia igual a ángulo de reflexión), no se producen reflexiones en todos los ángulos (y en particular en el ángulo que necesitamos para que la "relexión" del blanco llegue al proyector)... no se ven las líneas blancas.

En ambos casos me imagino que el programa se flipará y te dirá que no es capaz de reconocer el patrón.... 

SAludos

[Jose H]

Esa es una respuesta ideal, basado en un modelo mental ideal, pero, la
realidad es cómo nuestro modelo?.

1-La pregunta es: existe algún objeto negro puro? o la mayor parte de
los objetos no son negros puros?

2- Pongamos un objeto metálico normal cualquiera. Puede que no tenga
problemas, o puede que si, quien sabe. :-)

No se, alguien tendrá que usar un proyector para sacarnos de dudas.:-D

El siguiente paso esperaré a la siguiente semana para ponerlo. La idea
es ir muy lentos pero seguros, y que le pueda dar tiempo a la gente
interesada en seguirlo.

[Sebastian GALLARDO DEL RIO]

Estupendo hilo que seguieré con atención, gracias Adans y, por supuesto a Jose H, que tiene mucho que enseñar y nosotros mucho que aprender.

Un saludo 

[Goyo Estevez]

En mis pruebas los objetos muy oscuros resultaban literalmente invisibles al escaneo. Los reflectantes y/o brillantes daban algunos problemas también, pero menos acusados.

La solución más usada es revestir el objeto o las partes problemáticas con pintura/tiza/talco o algún otro revestimiento blanco mate, que es lo ideal. De hecho, mucha gente para escanear cabezas echa talco en el pelo,cejas, etc. si son oscuros, con lo que ganan en visibilidad al escaner.

[Goyo Estevez]

Quizás usando una lente polarizadora en la cámara podrían reducirse los problemas con los reflejos.

[Ricardo Monsalve]

En un par de scaner3d "profesionales" por luz estructurada a las piezas les daban una capa de un polvo como el talco para quitar los brillos y dejar la pieza con un color uniforme.

Tambien se le ponen pegatinas para hacer de marcadores, y luego en el software decirle que pegatina es la misma en las distintas capturas y se monta magicamente la pieza

El 14 de noviembre de 2013 17:01, Goyo Estevez <goy...@gmail.com> escribió:

Quizás usando una lente polarizadora en la cámara podrían reducirse los problemas con los reflejos.

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[JuanG_V]

Interesante hilo, lo seguire muy de cerca!

Que características básicas necesitaría el proyector?, es decir, que especificaciones mínimas o las ideales haría falta

Un Saludo 

[Jose H]

@Juan, la verdad es que no se cuales son las especificaciones mínimas,
ya que no he probado con miniproyectores digitales. Lo ideal sería que
la gente que ya tenga alguno rondando por casa lo probara y nos diera
su opinión. Probablemente las lentes no sean muy buenas y los bordes
de la proyección salgan un poco borrosos, ya que las lentes no serán
acromáticas(*), pero no lo se con certeza.

Yo uso un proyecto analógico, de los antiguos, con diapositivas, va
muy bien a pesar de que podría ir mucho mejor(las diapositivas
incluyen el borde del monitor de 1920x1080 ). Yo creo que sería capaz
de sacar bien hasta una pantalla con resolución retina de
Apple(2880x1800).

Ahora por ejemplo tiene rota la lámpara, y cuesta mucho menos
arreglarlo que un proyector digital.

(*)Teóricamente estos proyectores funcionarán mucho mejor usando un
sólo canal, el verde, en lugar de los 3(blanco) que usamos.

[Goyo Estevez]

En los foros recomiendan 800x600 de resolución mínima y por eso es la que uso. Los resultados son realmente buenos.

En cuanto a la cámara, si se usa una webcam, que sea de al menos 2Mp reales y mejor si no es panorámica, porque inducen mayores deformaciones en la imagen.

[Andres Maroto]

he visto en tv, sí... habéis leído bien, TV, ésa caja que se queda olvidada mientras ves como "babea hilo continuo" nuestras creaciones...

http://cubify.com/sense/index.aspx?hp_bn_sense ya no sé que pensar... la idea del escaner me gusta mucho, pero lo que se montan algunos.... es una pasada.

saludos.

[Jose H]

Parece el mismo sensor de la kinect, pero en portátil.

El sensor de kinect no lo fabrica Microsoft, es de una empresa
Israelí, y no cedió la exclusividad, por lo menos antes de xbox one.

Si es así la calidad que tiene es muy inferior a usar escáner. Si os
fijáis en el vídeo hace alguna trampa como usar las figuras de la
tarta de bodas(desde lejos cuerpo entero) para que parezca tener más
calidad de la que tiene.

Por ejemplo, este, que usa cámaras, el ZScanner 700:

http://www.bibus.hu/typo3temp/pics/cddaafcf8d.jpg
Costaba unos 40.000 dólares.

Este con luz de láser, más barato 3000.
https://www.nextengine.com/

[Jose H]

Para mí este es uno de los más prometedores, aunque puede que tenga
sus cosas por el sistema que utiliza:
http://www.kickstarter.com/projects/45699157/fuel3d-a-handheld-3d-scanner-for-less-than-1000?ref=live

[JOSE MANUEL CUESTA]

Lo de kinect... la empresa israelí la ha comprado Apple, así que....

[Jose H]

Si, resulta que Microsoft se ha asociado con otros para hacer el
sensor nuevo de la xbox one, mandando a los primeros a hacer puñetas
(Microsoft intentó comprar la compañía en un inicio, pero quisieron
permanecer independientes).

Estos usan también el sensor de PrimeSense:
http://www.kickstarter.com/projects/occipital/structure-sensor-capture-the-world-in-3d

En fin, que tiene pinta que van a hacer el sensor exclusivo de Apple,
y no funcionará en Android. El sensor de Cubify también puede tener
los días contados.

[Xoan Sampaiño]

Supongo que se está hablando de otras cosas, pero MakerScanner [1]
también podría ser una posibilidad, ¿no?

[1] http://www.makerscanner.com/

2013/11/17 Jose H <jose.franc...@gmail.com>:

> Para mí este es uno de los más prometedores, aunque puede que tenga
> sus cosas por el sistema que utiliza:
> http://www.kickstarter.com/projects/45699157/fuel3d-a-handheld-3d-scanner-for-less-than-1000?ref=live
>

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Xoan Sampaiño [xoan@twitter|vimeo|flickr|delicious]

/\ Document Freedom Day - Liberate your documents
_\/` http://documentfreedom.org/ - March 27th, 2013

[Jose H]

Este es un hilo para usar luz estructurada por proyector de
diapositivas, ya sea analógico o digital, y cámaras de fotos, ya sean
móviles o cámaras reflex.

Profundizaremos en lo que más accesible tenga la gente, que supongo
serán móviles ios/android, con proyector digital.

[David peperepepe]

Muy buenas a todos,
Quiero empezar con este tema y veo en este hilo un enorme potencial.
Dispongo de un Proyector Epson EMP-S3 (lcd 800x600) y como cámara, voy a utilizar mi movil, un aquaris 5 de bq, conectado como webcam al pc mediante droidcam.

Muchas gracias a todos (en especial a JoseH) por este hilo y esperemos sacar algo decente de todo esto!

Espero poder montar algo para mañana JoseH, y subir alguna captura.

Saludos!

[Jose H]

Fantástico David.

Yo estoy preparando alguna cosilla para la calibración.

[David peperepepe]

Buenas de nuevo,

He seguido tus pasos para crear los bitmaps a 800 por 600 y los he metido a un powerpoint de manera ordenada (lo adjunto).
De manera que viendo ese powerpoint en el proyector y mediante la aplicacion para android "ip webcam" consigo capturar esas imagenes en mi ordenador.

Un saludo.

[Jose H]

Si señor, David, veo que además has entendido el asunto de la
resolución y usas 10 diapositivas por sentido porque más es
innecesario.

Si subieras alguna imagen capturada para que lo vean los demás y de
paso lo comentamos ya serías el más adelantado de todos con
diferencia.

El paso 0 está incompleto, necesita diagramas y dibujos, que expliquen
lo mismo de forma gráfica. Sólo con texto queda muy seco. Así que haré
algún esquema, como mínimo algo rápido.

[Jose H]

Fijaos que curioso.

Este hombre a creado un proyector de diapositivas con una lente de un
una cámara reflex cualquiera y un flash. Fijaos en la última imagen,
un ejemplo fantástico de luz estructurada:
http://off-camera-flash.com/blog/2011/10/image-fulgurator/

No lo capta el ojo pero si una cámara.

Haciendo esas piezas impresas(las que se conectan a la lente) quedaría
mucho más accesible el proyecto de hacer un scanner 3D a cualquiera
que tenga una cámara reflex y flash ya sea analógica o digital.

[Juan Monzón]

Igual es un poco cutre salchichero.. pero.... :) tengo una linterna led que es una barbaridad de potente casi 2 km de distancia de luz y más barata que un bote de champú H&S, si tuviéramos una diapositiva con la estructura que fuéramos a usar, solo necesitaríamos tener una cajita para hacerlo más rápido. 

Podemos hacer un cutrescaner por muy muy poco dinero.. :)

Cómo lo veis?

Saludos,

Juan.

[Jose H]

Esa es la idea, Juan . :-) Todos los prototipos iniciales son cutres.
Creo que era Stanford quien tenía una sala con los primeras hojas
manuscritas de grandes obras literarias, todas tachadas, con borrones,
flechas, muy guarro. Sorprende mucho a los estudiantes , que suelen
pensar que la perfección surge de la nada.

El flash está bien para quien lo tenga, pero seguro que podemos
utilizar linternas leds, porque comprar un flash bueno es caro.
Probablemente haya que modificar cosas, probablemente añadir difusores
o algo.

En thingiverse hay tapas de objetivo. Añadiéndole una caja se hace una
cámara obscura, con soporte de diapositivas que encaje con el
objetivo, y que encaje con el sistema de iluminación por detrás. Tengo
PLA negro y voy a ponerme a ello ya.

[Andrés Dans]

Jose,

Me voy a poner al lío... pero hay cosas que no explicas... o yo no entiendo. El PDE que adjuntas no es de gran utilidad, más que para aprender como se generan los patrones.

Mi proyector es 1024 x 768

En el PDE, hecho de menos unos #defines para la resolución, porque se utiliza tanto en la creación de los patrones verticales como horizontales.

De todas maneras, lo único que se muestra es una imagen en negro, leyendo el PDE, no se hace nada en último for para guardar las imágenes....

También hablas de la distancia fija del proyector-cámara... o no, en cuyo caso hay que calibrar...

Venga, suelta más!!!!

Saludos.

El 13 de noviembre de 2013 20:53, Jose H <jose.franc...@gmail.com> escribió:

Ok, si te parece empezamos.

Vamos a ir pasito por pasito. Hacemos cada paso público con toda la
información disponible y dejamos un cierto tiempo hasta hablar del
siguiente paso(en función del tiempo que dispongo),resolviendo dudas,
lo dejamos "deberes" y cualquiera pueda seguir los pasos puede añadir
fotos del proceso y de paso documentamos el proceso.

Vamos a necesitar tres cosas fundamentales: Una cámara, un proyector y
un trípode para mantener la cámara en una posición fija:

PASO NUMERO 0. PREPARACION.

El primer paso consiste en preparar los planos de bits que vamos a
usar en nuestro proyector de luz estructurada. Cuantos más planos de
bits, más resolución tendrá nuestro escáner, siendo el máximo la
resolución de nuestro proyector.

En general, el número de planos horizontales será mayor que el de verticales.

El número máximo de planos de bits será el número en base 2
inmediatamente superior o igual a nuestra resolución.

Por ejemplo, si contamos con proyector con resolución
1920(horizontal)x1080(vertical):

1920 no es base pura de 2. 1920= 15x128.  La base pura de 2 más
cercana es 16x128= 2 elevado a 11. Podemos comprobarlo  fácilmente con
la calculadora, 2 elevado a 10 es 1024, que es menor que 1920, 2
elevado a 11 es 2048 que es mayor que 1920.

Por tanto, vamos a necesitar 11 planos de bits para la luz
estructurada para el eje horizontal.

Haciendo lo mismo en el eje vertical, también obtenemos 11 planos.

Una vez que tenemos el número de planos en ambos ejes tenemos que
generar nuestras diapositivas estructuradas. Si contamos con un
proyector digital será tan sencillo como generar mapas de bits y
mostrarlos directamente por el proyector. En el caso de contar con un
proyector analógico se añade un paso extra: Habrá que sacar fotos de
diapositivas analógicas en pantalla completa a un monitor, y
revelarlas en un laboratorio fotográfico.

Para generar mapas de bits contamos con un programa muy sencillo en
processing que se encarga de todo:
https://www.dropbox.com/home/Public/3d_scanner_pic

El programa se llama 3d_scanner.pde, que cargado en el entorno
processing genera las imágenes correspondientes.

Podemos observar la línea

for (level = 0; level < 11; level++)

que genera 11 planos de bits horizontales y verticales, si en lugar de
11 ponemos 12 generará 12 planos en su lugar.


PREGUNTAS Y RESPUESTAS PASO 0.
PREGUNTA:¿Qué representan los planos de bits?.

RESPUESTA: Representa la codificación binaria de la posición de cada
pixel de la pantalla. Si tenemos el pixel en la posición horizontal
15(15 píxeles a la derecha del origen), y vertical 23 estamos
traduciendo ambos números a binario.

15 = 8+4+2+1   representado en representación binaria es  000 0000
1111 (con 11 dígitos binarios).
23 = 16+4+2+1 en representación binaria es                        000 0001 0111

Pues bien, nuestras imágenes de planos de bits representan exactamente
lo mismo de forma gráfica. Existe una correspondencia unívoca entre la
posición de la pantalla y su representación(blanco o negro) en cada
plano de bit, por ejemplo, el archivo:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/3d_scanner_pic/vertical_10.png

Representa con negro todos aquellos píxeles horizontales que son
menores a 1024(2 elevado a 10), y con blanco a aquellos que son
menores.

PREGUNTA: ¿Para qué quiero saber la posición de cada pixel en la proyección?

RESPUESTA:Para triangular la posición tridimensional de puntos de una
superficie:
http://es.wikipedia.org/wiki/Triangulaci%C3%B3n

Gracias a los planos de bits, conocemos la orientación verical y
horizontal de cada punto de una superficie con respecto al proyector.
Cada pixel de la cámara está orientado vertical y horizontalmente con
respecto a la cámara.

Si combinamos las dos orientaciones, conociendo la posición de cámara
y proyector, ya podemos calcular la posición tridimensional de cada
punto de la superficie.

Podemos conocer la posición exacta de cámara y proyector mediante
calibración(PASO 1), o bien podemos colocar nuestra cámara y proyector
de forma controlada donde nosotros queremos, ya que es algo que está
en general 100% bajo nuestro control.

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[Jose H]

Hola Andrés.

El PDE es un trabajo de 20 minutos, una prueba de concepto, como
muchas más cosas que uso. Usan el mismo código la parte vertical y
horizontal porque en mi caso la resolución que uso usa lo mismo en
vertical y horizontal, y porque se tardan 30 segundos en generar
cualquier otra resolución. Siente libre para añadir lo que consideres
conveniente. Más que un define lo ideal seria que el sistema
preguntase la resolución, llamara a la función de cálculo de base a 2
más próxima, y calculase todas las fotos.

Eso es bastante trivial, lo que no veo tan fácil es el lio que puede
generar generar los archivos en el mismo sitio que el haber corrido el
archivo anteriormente. Imagínate que pides una resolución que el
usuario ejecuta el programa y no sabe muy bien lo que hacer y pone una
resolución mayor a la que tiene, genera los archivos, luego se da
cuenta de que no es esa, vuelve a correr el programa, pero mezcla los
archivos...lo ideal es gestionar eso un poco más automáticamente y ya
usar algo más serio tipo python, que facilite el trabajo.

Debería de guardar las imágenes, si sólo sale en negro es que me he
equivocado al subir el archivo. Lo repasaré a ver.

Precisamente he estado trabajando en cómo hacer que scripts en python
que se puedan usar en diferentes plataformas con double click, de cara
sobre todo a muchas otras cosas, generación de fichero cad 2d para la
calibración, automatización de la umbralización y demás, todo ello
para los siguientes pasos. La idea es no pedirle a la gente que se
meta en la línea de comandos, sino que se baje un archivo y lo
ejecute, y sólo si quiere trastear que se meta a modificar los
scripts.

Ya tengo resuelto el sistema para mac nativo, ahora lo haré en Qt para
que ejecute los mismos scripts de python en Linux y windows. El mayor
problema supongo será embeber python en Windows porque a diferencia de
linux y mac, creo que no lo lleva integrado de serie.

[Jose H]

Si processing llevara integrados componentes java de gestión de
archivos supongo que sería fácil hacer algo más completo con el PDE.
Yo no tengo mucha experiencia con java así que no voy a dedicar tiempo
a ello, sino a pasos siguientes.

[Jose H]

Ok, he hecho la prueba del PDE.

1-Me he bajado el archivo desde el mismo enlace que puse.
2-Lo he guardado en el escritorio en una carpeta.
3-Le he dado doble click y me ha ejecutado processing.
4-Processing me ha dicho que para que funcione tiene que estar en una
carpeta llamada X, le he dicho que cree la carpeta.
5-He ejecutado el archivo en processing y efectivamente la pantalla
sale en negro. En realidad la pantalla en negro no tiene nada que ver
con la salida, sino con lo que creo que llama processing
skencil(plantilla dónde dibujar).
6-Para ver los archivos generados hay que darle en processing a
Sketch->show sketch folder, y ahí se ven todos los archivos
generados...
7- He comprobado que se generan correctamente.

[Stanis]

Processing es java.Asi que lleva todo lo que quieras de java.Cuando me pongo con processing,yo lo hago desde eclipse en lugar del IDE de processing.Creo un proyecto de java,le cargo las librerias que necesite de processing,y a correr.
http://processing.org/tutorials/eclipse/

[Andrés Dans]

>Yo no tengo mucha experiencia con java así que no voy a dedicar tiempo
>a ello, sino a pasos siguientes.

Hola Jose,

A eso me refería... que cuentes algo más sobre el escaneo con luz estructurada... programas, calibración, metodología....que con el PDE que has mandado no se puede hacer mucho (más allá de conocer los principios de generación de patrones...)

He encontrado este Instructables... ¿que te parece? http://www.instructables.com/id/Structured-Light-3D-Scanning/?lang=es

Como te había comentado, me gustaría acabar haciéndolo con cámara réflex para ver si se consigue mejorar la resolución...

Saludos

[David peperepepe]

Buenas chicos, me parece muy interesante ese artículo, sobre todo porque te acaba llevando aqui: http://code.google.com/p/structured-light/

Parece que tenemos soft y una wiki para seguirnos guiando en el tema.....

Gracias a todos una vez más....

[Jose H]

Si , Andrés, voy a contar más, pero por ahora estoy liado en dos cosas:

1-Todo el software y los scripts que tengo propios, sobretodo para
procesar imágenes, son de UNIX(linux y mac), por ejemplo, scripts en
bash. La mayor parte de la gente usa Windows. Así que estoy
encontrando la forma para poderlos usar en Win(básicamente convertirlo
todo a Python). Esto me llevará unos días. Todos los pasos siguientes
usan este software, empezando por la calibración(por ejemplo para
generar patrones con dimensiones exactas en la impresora), así que
merece la pena.

2-Necesito algún método mejor de explicación que el texto sólo. Como
mínimo voy a usar audio e imágenes. Estoy resolviendo el mayor cuello
de botella, que es generar imágenes rápidamente con tableta. Quiero
tener una pizarra virtual, como la de khan academy.

El artículo usa un tipo de iluminación estructurada diferente a este.
Esa permite hacer un video, la nuestra es más precisa con imágenes
estáticas.

También necesito imágenes de lo que vosotros veis con vuestros
proyectores simplemente al proyectarle las imágenes generadas por el
PDE. Se supone que el contraste de película diapositiva es muy
superior al del LCD.

Así que id subiendo las imágenes que vayáis obteniendo al correo.

[David peperepepe]

Esta tarde te paso imagenes capturadas Jose.
En cuanto apasar los scripts a win, podríamos hacer un paquete distribuible con cigwin.
que te parecE?
Saludos.

[Andrés Dans]

No,
No problemas, cuando puedas.... Sólo faltaría. Cera mas que nada para reactivar.
Mola lo que planteas (lo malo es que es mas curro para ti)... Prefiero los tutoriales/explicaciones donde se traten los fundamentos porque es la forma de aprender y mas importante aún, es la forma de reutilizar lo aprendido, hacer variaciones y desarrollar nuevas aplicaciones... Si solo nos limitamos a descargar un programa, dar 4 clicks... No mola.

El phyton corre sin ningún problema (ejem) en Güindows... Solo hay que instalarlo.

Alguna sugerencia sobre la disposición del proyector y la cámara para mandarte esas pruebas? Iluminación?entiendo que habitación a oscuras... Distancias?, fondos?

Muchas gracias, un saludo

[David peperepepe]

Os dejo 8 capturas hechas desde el movil (camara sin configurar, sin¡mplemente sin flash) y el proyector epson emp-x3 a 800x600

https://drive.google.com/folderview?id=0ByDxBeoSdVCoX3ZDQlJkS0pqSUk&usp=sharing

un saludo.

[Jose H]

@Andrés: Voy a preparar paquetes compilados para la mayor parte de la
gente que desee simplemente usar el programa y le da miedo meterse en
terminales. Junto con eso cada uno puede bajarse las fuentes y
modificarlas, que son programas que lanzan scripts en python comunes a
las tres plataformas, o por lo menos comunes en linux y mac.

La ida del python es no tener que instalarlo en windows, que sea como
blender. Aunque sea un ejecutable enorme, subido por torrent, que no
tenga la complejidad de tener que enlazar librerías y demás por parte
del usuario no experimentado.

Voy a explicar los fundamentos, pero al empezar a hacerlo por correo
me he dado cuenta de que el texto sólo es realmente absurdo como medio
de comunicación. Cuesta muchísimo explicar la cosa más simple, y la
gente se aburre y no lo entiende bien. Me siento además muy frustrado
al hacerlo. Como intentar meter un melón por una botella de vino.

Iluminación: Totalmente a oscuras. Yo bajo las persianas.

Fondo negro, si es posible, y alejado si es posible. Si ponéis una
pared blanca es teóricamente luego simple de quitar, pero lo
ideal es no tener que quitarla.

La distancia depende la apertura de tu proyector, que incluya el
objeto y un poco de margen. Antes de hacerlo se puede poner una caja
plana más o menos donde el objeto a proyectar y enfocar el proyector
bien sobre la caja.

Tenéis que saber más o menos cual es el ángulo de apertura de
proyector y cámara de fotos en función del objetivo o lentes del
proyector.

Si no lo sabéis calcularlo a grosso modo, con el proyector es fácil,
medis lo que se abre, medis la distancia desde el extremo de la lente
más externa a la caja y hacéis el cálculo como si fuera un cono que se
abre desde él. Calcular cual es el ángulo de apertura vertical y el
horizontal.

Apuntar también la relación de aspecto, que es la relación entre el
ancho y el alto del proyector. Por ejemplo 800x600= 8/6 = 4/3.
Lo mismo con la cámara, suele ser 4/3 o 16/9.

Si tenéis cámara reflex, lo ideal es utilizar un objetivo fijo en
lugar de zoom, y la mayor distancia focal posible, ya que distorsiona
mucho menos de forma no lineal. Con la misma caja observar los límites
de la imagen en la cámara dónde quedan y calculáis lo mismo que con el
proyector, pero en lugar de usar como centro del cono la lente
exterior sería preferible más o menos cerca del sensor.

No os preocupéis de que el cálculo sea exacto. Eso lo calcularemos con
la calibración, pero tenemos que tener una idea de con lo que
trabajamos para planificar la escena.

El ángulo con el que apuntan a la pieza, yo usaría múltiplos de 30
grados, que es un palo de hipotenusa de 2 unidades y otro palo de
cateto opuesto de 1 unidad.

La altura del centro de la lente del proyector y de la cámara estaría
bien saberla también, más o menos.

[Jose H]

@David: Fantástico David. Eres el primero en mandar capturas. Hay que
ver cual es el límite de la detección, ver como salen las franjas más
finas y ver el límite de la digitalización.

[Jose H]

Si vais a usar móvil, lo ideal es que imprimáis una funda con agujero
para la cámara y le añadáis un conector para trípode.

Si no tenéis trípode, podéis usar una botella:

http://www.thingiverse.com/thing:33940
http://www.thingiverse.com/thing:2631

O una lata:
http://www.thingiverse.com/thing:25610

[Andrés Dans]

Bueno,

Pues ya he hecho mis deberes... pero no me han salido....

Mi setup:

Proyector ACER XD1270E DLP resolución nativa de 1024x768

Cámara de fotos Canon 350D + objetivo 50mm f1.8+ ISO100

Proyector a 500mm de la pared (no dispongo de ninguna superficie de proyección....)

Aquí mi PDE, he generado 10 planos (2^10=1024)

Los primeros planos me salen con las líneas demasiado juntas y  no se proyectan bien.

He montado los patrones en un PowerPoint y proyectado.

No me he parado demasiado en la exposición de la cámara, y disparé con velocidades muuuuuy altas para la rueda de colores del DLP....y eso que tenía margen a cerrar el diafragma...

Aquí las fotos psicotrópicas.... como podrás ver, los primeros planos... caca de la vaca (aunque sea en colores)

Aquí las fotos, sin recortar ni comprimir (pesan un porrón)

Según las especificaciones de mi proyector su resolución nativa es de 1024x768, pero viendo lo que hace con los 2 primeros patrones, estoy empezando a dudarlo... parece que los interpola, porque viendolos de cerca se ven grises entre el negro y el blanco.

A ver si consigo mejorar un poco el setup....

Saludos

[Jose H]

La verdad es que las fotos son bonitas. :-D

Si le pones un objeto delante te puede salir un efecto artístico interesante.

La prioridad ahora es conseguir blanco lo más uniforme que puedas,
ahora hay una diferencia de luminosidad importante. Prueba con
prioridad al obturador y aumenta mucho la exposición. Puedes reducir
la iluminación del proyector si es necesario. Otra opción es hacer
multiples fotos y luego combinarlas, pero para eso necesitas disparar
por cable para no mover nada la cámara.

Los LCD siempre tienen el problema del contraste, con los negros no
del todo negros, pero en las fotos el negro se ve negro en las fotos
con áreas anchas.

Debería de ser un problema de enfoque. Siempre es normal que si se
enfoca bien el centro, los lados salen algo menos bien.

[Andrés Dans]

Bueno,

El proyector es DLP, no LCD... pero voy a canibalizarlo y quitarle la color wheel para una impresora de resina que me voy a montar.. así que los colores no serán un problema... 

¿Puedes echarle un vistazo al PDE a ver si estoy generando los patrones correctos? porque tengo que averiguar porque no consigo proyectar las líneas con suficiente contraste.... también puede ser por como estoy proyectando, es decir, lo hago en un power point, con un tamaño de diapositiva de 1024*768, las propiedades de la pantalla de windows también a 1024*768.

@David peperepepe ¿Como proyectas? Windows Inux?

Saludos

[Jose H]

Lo mejor que puedes hacer es hacer una captura de pantalla del
powerpoint y luego ver la captura en un programa de edición de fotos
cualquiera, como GIMP, y ampliar para comprobar que las transiciones
de la captura son puras, con cambios bruscos de pixel blanco-negro y
que no hay mezclado.

Puede ser que haga mezclado para usar aceleración por hardware, que
usa una cosa que se llama midmapping de las texturas que no son base
2.

En ese caso podrías usar un programa simple de mostrar imágenes, sin
aceleración y que te permita pantalla completa. Yo uso el programa de
"vista previa" de mac sin problemas.

[David peperepepe]

Windows Andrés, hoy probaré cambiando la camara por una canon 550d con el pisapapeles aumentandole la exposición y encuadrando mejor la imagen.....

Saludos.

[Andrés Dans]

Hola David,

Perdona, pero se me quedó incompleta la pregunta...

¿Que programa utilizas para proyectar a pantalla completa los png's?

Saludos

[David peperepepe]

Pues los metí en un powerpoint, igual que hiciste tu......simeplemente proyecto ese powerpoint....

[Andrés Dans]

Ok... es que temgo mís dudas de si el powepoint redimensiona el JPG...¿Tu consigues ver las líneas del patrón 0 bien definidas? como blancos y negros... ¿Tu proyector es DLP o LCD?

[David peperepepe]

Mi proyector es lcd, y si, si no modificas el tamaño de la diapositiva en power point, te lo va a rediensionar, yo lo que hice fue mirar en cm cuanto ocupaba la imagen, y ajustar la dispositiva a ese tamañp, de tal forma que luego pegas la imagen y te quede ocupando la diapositiva entera....

Saludos.

[Andrés Dans]

Ok, gracias,

Esta noche lo miraré con más calma... es u npoco de rollo montar y desmotar los trípodes en el salón... pero dejarlos puestos con los niños pululando... miedo

[David peperepepe]

jajajaja, te hace falta una habitación a prueba de curiosos.

[David peperepepe]

Jose H,
No se si lo has barajado, en el invento que pusiste el otro día http://off-camera-flash.com/blog/2011/10/image-fulgurator podríamos llegar a sustituir el objetivo por una lente fresner para abaratar muchiiiiiisimo en costes?

No tengo muy claro si podremos hacer algo con calidad pero me llama la atención.....

[Jose H]

@David: Yo he visto objetivos de cámaras analógicas muy baratos en
tiendas de segunda mano, rastro... con buenas lentes de vidrio(ahora
hay mucho de plástico por el peso y la facilidad de pulido).

La gracia es que esos objetivos, que no sirven con las cámaras
digitales porque no tienen terminales para mover los motores de
enfoque de las nuevas, mucha gente ya no los quiere.

[Jose H]

@Andrés: Hace muuuuuuucho tiempo yo usaba este programa en Windows:

http://www.irfanview.com/

Podía cargar un montón de imágenes, o todas las imágenes de una
carpeta y cargarlas en carrusel.

[Jose H]

Para los programas que vamos a usar necesitamos tener una convención
en el nombre de los archivos.

Yo propongo que todas las fotos verticales se llamen Vxx y todas las
horizontales Hxx.

Entre cada grupo de fotos que vayan ordenados con las franjas más
pequeñas siendo V00 o H00, y que vayan subiendo a V01, V02, V03 o
H01, H02, H03 y así.

Voy a hacer dos archivos adicionales para la calibración automática y
uno con la pantalla totalmente en blanco, por ejemplo VCROSS, HCROSS y
WHITE.

[Jose H]

Para hacer una captura de pantalla en Windows suele existir una tecla
que pone ImprPnt o algo así.

Después es tan sencillo como abrir el GIMP, menu Editar->Pegar para
pegar la captura y luego menu Vista->Ampliación->Ampliar, que suele
ser la tecla '+' varias veces hasta que se vean los píxeles.

[Jose H]

Hay añadido un fichero nuevo:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/3d_scanner_pic/crossval.pde

Que genera los ficheros VCROSS y HCROSS, que los utilizaremos más
tarde para la computadora detecte automáticamente los bordes
horizontales y verticales.

[David peperepepe]

Buenas JoseH,
He generado esos dos planos para 800x600 y al proyectarlas, veo las transiciones entre blanco y negro muy pixeladas, es lo que buscamos?
Por otra parte muy bueno y sencillo el programa http://www.irfanview.com/

comparto el programa y las imagenes para proyectar a 800x600, solo hay que intalar el programa y abrir una nueva presentacion selecionando todas las imagenes.
https://www.dropbox.com/s/i5dcdl2mmrttc4u/proyectar800x600.rar

saludos.

[Jose H]

UNRAR 3.71 me dice:

proyectar800x600.rar is not RAR archive
No files to extract

No tienes un zip?.

Si lo que buscamos es que las transiciones sean bruscas. Nosotros sólo
detectamos pixeles, no subpixeles

[David peperepepe]

Ahí va

[Jose H]

Gracias David, este si funciona bien.

Lo del convenio de nombres lo decía sobretodo de cara a las fotos
tomadas, así el software que las reconoce sabe cual es cual, pero si,
es buena idea poner los nombres también en los archivos generados.

[Jose H]

David y Adans, para la prueba de concepto que estoy haciendo necesito
TODAS vuestras imágenes tomadas de una superficie plana, salgan bien o
mal.

Ahora las fotos son las de David, que son sólo 8 de 20, y las de Adans
que están completas pero psicotrópicas. Así que haré estas pruebas con
las de Adans. Las mías al ser de analógicas tienen un pequeño marco
negro exterior y procesarlas se complica un poco más.

Por todas me refiero a todas las imágenes verticales y todas las
horizontales, desde H00 y V00 a siguientes, VCROSS y HCROSS. El ángulo
entre cámara y proyector por ahora no es importante.

[Jose H]

En el futuro vamos a utilizar 4 dígitos para las fotos. Los 2 primeros
indicarán la toma y los dos siguientes el plano de bits como hasta
ahora, para dar un máximo de 100 tomas.

Esto quiere decir que por ejemplo ponemos la pieza en un torno y
giramos la pieza 120 grados para hacer tres tomas, con 20 fotos cada
una, las 20 primeras se llamarán V0000 V0001... y H0000, H0001, los de
la segunda toma V0100, V0101 y así.

Ahora todo eso lo tendremos que renombrar de forma manual, aunque lo
vamos a automatizar en el futuro. Ahora estoy trabajando en otra cosa,
os gustará. :-D

[AdansCW]

Buenas,

Llevo un par de semanas un poco out, porque el lunes tengo examen y me ha pillado el toro.... pero a partir del martes, espero estar más libre para completar las pruebas. 

Pero sigo muy interesado en el asunto.

Saludos

[Jose H]

No hay prisa. Yo he subido a github una versión muy incompleta del
software que vamos a usar(ahora sólo está completa la interfaz, falta
parte del código). Espero tener algo funcional para el Martes y
compartir el enlace. También tengo que hacer fotos de diapositivas
nuevas, las que tengo fueron hechas deprisa y corriendo y tienen un
cerco intolerable. Para ello he rediseñado piezas para sostener la
cámara analógica en condiciones al hacer las fotos.

[Jose H]

Por cierto, hice pruebas con el tema del proyector casero de
diapositivas usando objetivo y linterna de LEDS, y cajas de cartón y
tengo dos noticias, una mala y otra buena.

La mala es que tal cual no parece funcionar nada bien, la luz proviene
de varias fuentes puntuales y hay que difuminarla y con un difusor
simple siguen existiendo grandes diferencias de iluminación, mucho más
evidentes con una cámara que a simple vista(la vista se adapta a la
iluminación y es sensible al gradiente de luz, mientras que toda una
foto tiene los mismos parámetros para toda la foto).

Existen métodos para difundir la luz muy bien que usan los
microscópios, con lentes, pero es muy caro y engorroso.

La buena es que creo haber encontrado la solución, que es usar el
mismo sistema de los televisores LEDs, los portátiles o los teléfonos
móviles, que iluminan mediante LEDs en los bordes, y hasta es posible
hacer una versión casera:

http://grathio.com/2010/06/how_to_edge_lighting_displays/

Si os fijais la versión casera tiene una ligera distribución desigual
de luz, que se puede corregir algo con luz en todos los bordes.

Sería magnífico tener acceso a kits de pantallas retroiluminadas ya
fabricados para móviles. O bien proveniente de pantallas rotas. Las
venden los chinos pero se necesita pedirlas en cantidad.

Si tenéis alguna idea de dónde conseguirlas...

Yo mientras veré si puedo hacer algo con vidrio y ácido fluorídrico.

[Jose H]

Os comento la evolución de este proyecto:

Tengo el software bastante avanzado, creo haber resuelto los grandes
problemas, pero todavía me queda hacer que se pueda usar(iconos,
menús, teclas de atajos) en condiciones. No hice un programa para
ejecutar scripts y lanzar imagemagick, sino que directamente va a ser
un programa en Qt, ya que simplifica todo mucho.

Con el asunto de la calibración, me he dado cuenta de que lo que yo
usaba es demasiado complejo para explicarlo y que cualquiera lo pueda
usar. Lo estoy simplificando bastante y se podrá complicar de manera
opcional en el futuro.

Ahora me voy a dedicar a hacer los vídeos de calibración de cámara y
proyector y subirlos a youtube. No lo he hecho nunca así que puede
llevar algo de tiempo.

[Jose H]

Para que vayáis viendo como va la cosa:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/preview.png
https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/umbral.png

El programa tiene una pantalla principal que pasa por varias etapas:

-Parámetros de cámara(y objetivo).
-Parámetros del proyector.
-Parámetros conjunto cámara, proyector, objeto.
-Previsualización del proyecto(la que se ve).
-Previsualización análisis tridimensional.
-Análisis tridimensional.

La pantalla principal cambiará en cada una de ellas. El cálculo de los
parámetros(calibración) va a ir en programas independientes, e
importaremos los datos. Cuando tenga tiempo prepararé los videos
enseñando como calibrar y a usar el programa.

[Jose H]

Modifiqué el fichero de processing para el caso particular de crear
diapositivas analógicas:

https://dl.dropboxusercontent.com/u/60399143/scanner_analog_3d.zip

Funciona para mi resolución de pantalla, para otras resoluciones
habría que pensarlo un poco más.

El tema es que las diapositivas analógicas tienen distinto aspect
ratio: (36/24)[mm] que las pantallas de ordenador o televisión:
4:3(pocas), 16:9 en su mayoría.

Para que quede profesional, (y no a lo cutre como hice en el pasado)
hay que sacarle una foto encuadrando perfectamente la imagen. Para eso
creo áreas negras en la pantalla del ordenador, y es mucho más fácil.

[Jose H]

Mandé a revelar las diapositivas bien encuadradas a FotoPrix, y como
no tenían marcos, me van a tardar bastante (20 Enero). Lo cual me
retrasa el tutorial de calibrado de proyector, aunque no el de la
cámara. Los dos se van a parecer bastante.

[Jose H]

Estuve haciendo pruebas con algún pico-proyector que me han dejado, y
lo que he podido trastear en alguna tienda.

Podría ser un buen método para escanear objetos pequeños y bastante
planos. Muchos proyectores grandes no permiten enfocar muy cerca y
podría ser una opción.

El problema que he encontrado es que las lentes enfocan un rango muy
pequeño de distancias(ya que la fuente de luz es muy pequeña), con lo
cual si la profundidad del objeto es significativa, gran parte del
objeto va a iluminarse con luz desenfocada.

El efecto es tan pronunciado que probablemente se pueda usar para
reconocer el 3d!!

Existe una técnica de fotografía:
http://en.wikipedia.org/wiki/Focus_stacking

Que hace fotos con distinto enfoque tomando los píxeles más nítidos de
ellos(los enfocados) y descartando el resto, con lo que se obtiene una
imagen nítida. El píxel más nítido con la información de cómo se
encuentra el foco nos da su profundidad.

Por otra parte he usado móviles con algún objetivo y parece funcionar
bien proyectando, con un rango de enfoque mucho mejor pero tengo que
idear un sistema de montaje, unos railes, fuelles...

Podéis hacer la prueba en casa, ir a un sitio oscuro con el móvil y un
objetivo analógico e intentar proyectar en la pared usando el objetivo
como lente. Poner un video en el móvil para que la pantalla no se
apague. Cuando veáis la proyección sólo queda quitar la luz del
móvil(con fuelle o bolsas negras) y ponerle un raíl para que se
enfoque profesional.

Los objetivos nuevos(digitales) suelen tener el problema de tener
integrado el diafragma, y cerrarlo cuando la cámara se apaga, y sólo
el fabricante con su formato digital propietario puede abrirlo. En las
cámaras analógicas el objetivo se puede abrir apretando el botón de
profundidad de enfoque con la apertura deseada y quitando el objetivo.

[Jose H]

PD: Cuando digo "profundidad de enfoque", me refiero a profundidad de campo.

[Fid]

Tienes muchos objetivos en los que se puede poner la apertura deseada sólo con el anillo de diafragmas, por ejemplo los que van en montura M42, y otras monturas "antiguas".

Respecto del Focus stacking, para usarlo como método de escaneo 3D, ten en cuenta que con un 50 1.8 y enfocando a un metro, la profundidad de campo es de 3 cm pero a 5 m es de 67 cm, con 50 cubres un objeto de 1 m (aprox). Los 50 1.8 antiguos son relativamente baratos, puedes ganar alguno por precios tan ridículos como 6 € más gastos de envío. Con un 50 1,2 mejoras la profundidad de campo a 2 cm pero son difíciles de encontrar y no es fácil comprarlos por menos de 150 €, gasto de envío aparte.

Objetivos antiguos distintos del 50 (40 a 60), suelen ser más caros y menos luminosos, los 135 casi son la excepción, pese a ser menos luminosos, suelen ser baratos (casi los mismos precios para un 50 1,8 que para un 135 3,5) pero no enfocan tan cerca (a menos que uses fuelles o anillos de extensión).

Tienes una calculadora de profundidades de campo en: http://www.dofmaster.com/dofjs.html

[Jose H]

Eso es Fid, más o menos lo que estoy intentando explicar:

Con monturas antiguas haces todo más manual y rudimentario, pero
puedes hacerlo, e incluso los resultados son buenos con apertura
1:1(sin diafragma) en ciertos objetivos, lo cual además es mejor
porque ves más luz.

Para lentes normales en un aparato de proyección normal no propongo
"Focus Stacking". La profundidad de campo es suficiente para usar el
método convencional. Pero para eso hay que gastarse mucho dinero en un
proyector y lámparas. Yo lo hago así porque tengo proyector de
diapositivas antiguo, pero hay gente que busca alternativas más
baratas, como los picoproyectores.

Con los pico-proyectores LED que venden ocurre que el area LCD que se
proyecta es muy pequeña, con la misma distancia focal, los ángulos de
abertura son completamente diferentes a un proyector de película de
35mm o a un proyector digital full frame y enfocan a distancias mucho
más cortas, con profundidades de campo por debajo del centímetro.

Lo que quiero decir es que esto, que es aparentemente un problema que
nos impide usar pico proyectores para escaneo 3D, puede ser en si
mismo un método de escaneado, con un stepper, una rosca y un arduino
controlando el foco del proyector, ya que existe una correspondencia
entre foco y profundidad. En cine se suele programar el enfoque de las
cámaras con un motor y una rueda que hace girar el objetivo.

Hablo de proyectar un patrón de lineas con el picoproyector, y hacer
un montón de fotos automáticamente(por ejemplo con una aplicación
Android o iOS), mientras se mueve la rosca de enfoque. Luego estimar
la nitidez de cada pixel con relación a los vecinos, en cada imagen,
cosa que se hace muy rápido con OpenCL(no hablo de OpenGL sino de C
L). Luego para cada pixel buscamos el que tiene mayor nitidez y
marcamos su foto correspondiente, que corresponde a un foco y por ende
a una profundidad.

Con la profundidad con relación al proyector y el xy de la cámara
podemos calcular el 3d.

[Fid]

Hay un programa libre para hacer para hacer "Focus Stacking" que se llama Combine ZP hace tiempo que no se actualiza, creo recordar (hace que no lo he usado) que permitía separar las partes enfocadas de cada foto antes de fusionarlas.

Con un carril de enfoque accionado por un motor paso a paso, después de calibrarlo claro, y alguna versión modificada del programa casi tendrías el escaner 3D. Por supuesto, soy incapaz de hacer tal cosa, quizás tú sí.

En muchos sentidos el carro X de una prusa podría considerarse un carril de enfoque.

De esta forma de hacerlo el problema es que la profundidad de campo aumenta conforme te alejas del objetivo. En cualquier caso habrá algún problema por la convergencia pero no debería se muy grande (al cambiar la posición del objetivo cambia algo la perspectiva).

P.D.: ¿Apertura 1:1?, pocos objetivos fotográficos se ha hecho con esa apertura y son muy caros, dudo que encuentres alguno por menos de 400€

[Jose H]

"P.D.: ¿Apertura 1:1?, pocos objetivos fotográficos se ha hecho con
esa apertura y son muy caros, dudo que encuentres alguno por menos de
400€"

Tienes razón, poner 1:1 da lugar a confusión. Quería referirme a
relación unitaria entre la apertura del objetivo y la máxima
apertura(mínimo numero f), no con relación a la distancia focal, que
es a lo que suele referirse.

Con el tema del 3d por enfoque, hablo de la idea general, sin
detallar, la idea se me ocurrió hace unas horas mientras probaba un
picoprojector. Los detalles serían distintos. Probablemente el mejor
método fuera usar 2 motores, uno para el proyector entero y otro para
el foco, o simplemente un motor moviendo el proyector entero con
enfoque fijo. Lo que se mueva la cámara es lo que se mueve la
profundidad, mucho más sencillo.

Si, los carriles de nuestras impresoras son fantásticos carriles de
fotos controlados por computadora. Con un objetivo y fuelles:
http://www.youtube.com/watch?v=6maMPxFX_H0

hacemos una cámara macro o un proyector de diapositivas. Lo que es una
lástima es que no haya más material en thingiverse o youmagine y no
haya que reinventar la rueda en lugar de aprovechar trabajo de otros.

[Fid]

No tengo nada claro, si vas a usar un sistema de escaneo por enfoque, para qué quieres un proyector: pones la cámara en el carril, con el programa del carril avanzas X distancia, haces una foto, avanzas X distancia, haces otra foto y así sucesivamente. Según con qué cámara no necesitas darle al botoncito, el mismo carril podría encargarse de disparar la foto (no es invento mío, los hay comerciales para microfotografía).

[Jose H]

Hombre, porque conseguir contraste en la vida real no es tan fácil.

Hay muchas superficies "suaves" en las que no existe diferencia
sustancial en el enfoque, porque la diferencia entre un pixel y otro
es muy pequeño, imagínate una superficie plana o casi plana con ligera
curvatura. Resulta para ella imposible calcular profundidad, porque
resulta imposible enfocar nada, sólo podemos enfocar bordes si los
hay.

En microfotografía no importa no saber la profundidad de superficies
suaves, como queremos nosotros. Basta con mostrarlas suaves.

Al proyectar luz estructurada creas "bordes" hasta en superficies
suaves. Imagínate una superficie suave como la panza de un burro de un
sólo color, al proyectar con patrón de cebra conviertes al burro en
una cebra, y puedes calcular la profundidad de la panza a través de
los cambios en los bordes. Cómo calculas el enfoque sobre una
superficie homogenea si no?

En un color homogéneo la diferencia de un color a su vecino es nula o
muy pequeña. Imagínate el cielo en un día sin nubes, cielo azul azul.
No puedes enfocar al cielo azul. Si desenfocas el cielo azul sigues
viendo cielo azul.

El "proyector" del que estamos hablando puede ser algo tan simple como
una fuente de luz con un LED con difusor de plástico, una
diapositiva(con una es suficiente) y un objetivo de fotografía en un
carril de Prusa y un fuelle casero.

[Jose H]

Ya recogí las diapositivas analógicas con las correcciones de aspect
ratio para el escáner 3D.

Mucho mejor que las anteriores que hice, que además "dejaron de
funcionar" de la noche a la mañana.

Investigando me he dado cuenta de que las diapositivas SON LIBRES DE
MOVERSE Y HASTA ROTAR!! dentro del marco, con lo cual al caerse el
portadiapositvas y tener que recogerlas del suelo se debieron mover
bastante, con lo que ya no coincidían como es necesario para que
funcione el escáner.

Así que ahora tengo que ir abriendo una a una, usar algo para
alinearlas con los agujeros y fijarlas con superglue o algo.

[Sebastian GALLARDO DEL RIO]

Un sistema sencillo de luz estructurada:

http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/ICCV98/html_report/extended.html

http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/ICCV98/

Saludos

El miércoles, 13 de noviembre de 2013 15:39:04 UTC+1, AdansCW escribió:

Buenas,

Después de lo comentado en el hilo de Ivancito y la propuesta de Jose Hevia, empiezo un hilo a modo de cajón desatre para aprender un poco sobe las tecnologías disponbibles.

En el hilo de Ivancito se habla bien de los scanners basados en laser, pero me gustaría profundizar en los scanner basados en luz estructurada (con proyector) y una cámara de fotos (tengo una canon 350D destinada a Timelapses y experimentos y malos tratos...), bueno, pego aquí las dos últimas aportaciones de Jese H, que tengo que leer con calma:

@Adans. Con lo de scripts me refiero a manejar fotos. El sistema en 
davidscanner es que el usa el interfaz de webcam para sincronizar 
fotos con el proyector. Muestra una imagen estructurada, hace foto, 
cambia la imagen estructurada, y así lo hace todo. 

Si quieres hacer lo mismo tu puedes hacerlo manejando fotos con 
scripts manejando sofware como imagemagick para umbralizar las fotos y 
demás: 
http://www.imagemagick.org/script/index.php 

Es más trabajo, pero la recompensa es mucho mayor, ya que la calidad 
de las fotos le da mil vueltas al video. 

En mi caso con un proyector de diapositivas antiguo, saco foto, cambio 
diapositiva. Eso se puede automatizar con un aparato que saque fotos, 
yo uso uno que se llama triggertrap. El proyector suele tener opción 
de sacar fotos de forma remota y puedes usar el mismo triggertrap. 
Date cuenta de que son muchas fotos. 

El código para detectar 3D es super sencillo, es sólo detectar puntos 
en el espacio, para pasar a superficies o juntar varias vistas usas el 
meshlab. Lo que es pesado es cómo manejar cientos de fotos antes, no 
lo vas a hacer de forma manual. 

Los grados prácticamente puedes hacer 180, casi con 2 fotos sacas un 
objeto(por 2 fotos me refiero a 2 tandas de tantas fotos como planos 
de bits en el proyector, que pueden ser 12 o 16), puedes sacarle 4. 
Con reflex es otro nivel. 

@Adans, no se si me he explicado con claridad, pero me estoy 
ofreciendo a ayudarte. Yo ya tengo mucho trabajo hecho. Si te 
interesa, ponte en contacto conmigo y te explico paso a paso cómo ir 
haciéndolo, te paso los scripts para que lo hagas tú en tu 
computadora. Necesitaré datos como saber que sistema operativo usas y 
demás, yo estas cosas las hago en linux porque es mucho más sencillo 
hacer scripts.

Muchas gracias por la ayuda... la acepto encantado!! si no tienes inconveniente lo tratamos por aquí, por eso de que seguro que hay más de uno que le interesa (y sino, que miren para otro lado :p), y si alguien m'as peude aportar cosillas, pues mejor que mejor.

Saludos.

P.D: A'un tengo que procesar toda esta informaci'on.

[Sebastian GALLARDO DEL RIO]

Otro experimento con luz estructurada, 

http://www.geociencias.unam.mx/~mcerca/pdf/(8)Cerca.pdf

[Jose H]

Es muy buena idea, en lugar de usar un rayo láser de luz usar un "rayo
de sombra". No se me había ocurrido.

Con una única diapositiva se puede hacer eso pero con varias franjas a
la vez, de varios colores para distinguirlas.

[Juan Monzón]

Si tenéis problemas para procesar muchas imágenes con el automatizar del photoshop he hecho algunos milagros... ;)

Lo comentamos!!

Juan

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[Jose H]

No, no hay problemas para procesar imágenes.

El problema está ahora en alinear las diapositivas en el marco. Cuando
lo resuelva podré preparar los tutoriales de calibrado de cámara y
proyector.

[Sebastian GALLARDO DEL RIO]

Ostras, José H, eso mismo estaba pensando yo si se podría hacer. También si divides el mismo foco de luz haciendolo pasar por dos ranuras y lo converges con dos espejos, al ser la misma longitud de honda se produce interferencia.

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[Jose H]

Ya tengo el método para alinear las diapositivas.

Tengo que abrir cada una, pegarlas a la esquina interna y con super
glue lo pego en 2 esquinas contrarias, luego con pistola térmica
cierro la diapositiva, ya que el superglue no pega el marco, y la
diapositiva no se pega con adhesivo térmico.

Espero que las medidas de corte de cada una sean exactas, o si no no
funcionará perfecto.