Mapas en 3-D ultra detallados

Pixel perfecto: Mediante la utilización de fotos aéreas, un software de procesamiento de imagen logró crear este modelo en 3-D de San Francisco, con una precisión de 15 centímetros.
Fuente: C3 Technologies

Una tecnología para apuntar misiles es adaptada para el procesamiento de fotografías aéreas y la creación de mapas de ciudades en 3-D más detallados que los de Google Earth.

Por Tom Simonite

Una tecnología desarrollada originalmente para ayudar a los misiles a ir contra sus objetivos ha sido adaptada para crear modelos en color y en 3-D de paisajes urbanos capaces de captar las formas de los edificios hasta a una resolución de 15 centímetros o menos. Un software de procesamiento de imagen extrae los modelos a partir de fotos aéreas captadas por paquetes personalizados de múltiples cámaras.

La empresa desarrolladora es C3 Technologies, creada a partir de la compañía aeroespacial sueca Saab. C3 está construyendo un grupo de llamativos modelos en 3-D de las principales ciudades para después vender la licencia a terceros con fines de cartografía y otras aplicaciones. El primer cliente en hacer público su uso de la aplicación es Nokia, que utiliza los modelos de 20 ciudades de EE.UU. y Europa para una versión actualizada de su servicio de mapas Ovi, tanto en línea como en móviles, que dio a conocer la semana pasada. "Es el comienzo de la temporada de vuelo en América del Norte, y vamos a estar muy activos este año", señala Paul Smith, director de estrategia de C3.

Aunque Google Earth muestra edificios foto-realistas en 3-D de muchas ciudades, muchos son ensamblados a mano, a menudo por voluntarios, utilizando una combinación de fotos y otros datos en el programa de dibujo en 3-D SketchUp de Google.

Los modelos de C3 se generan con poca intervención humana. En primer lugar, un avión equipado con un paquete personalizado de cámaras digitales réflex de nivel profesional y lente única toma fotos aéreas. Cuatro cámaras se apuntan hacia los puntos cardinales principales, en ángulos oblicuos a la tierra, para tomar imágenes de los edificios desde el lateral, así como desde arriba. Unas cámaras adicionales (el número exacto es un secreto) capturan imágenes superpuestas desde sus propios ángulos, cuidadosamente determinados, produciendo un conjunto final que contiene toda la información necesaria para una representación completa en 3-D de los edificios de una ciudad. El software de visión de máquinas desarrollado por C3 compara pares de imágenes superpuestas para medir la profundidad, al igual que nuestro cerebro utiliza la visión estéreo, para producir un modelo en 3-D rico en detalles.

"A diferencia de Google o Bing, todos nuestros mapas son explorables en 360 °", afirma Smith, "y todo, cada edificio, cada árbol, cada punto de referencia, desde el centro de la ciudad a los suburbios, es capturado en 3-D—no sólo unos pocos edificios seleccionados".

El enfoque de C3 tiene beneficios en comparación con los métodos más comunes de modelado de paisajes urbanos en 3-D, afirma Avideh Zakhor, profesor de la Universidad de California en Berkeley, cuyo grupo de investigación desarrolló la tecnología licenciada por Google para sus proyectos Google Earth y Street View. Convencionalmente, la geometría 3-D de una ciudad es capturada primero con un escáner láser aerotransportado—una técnica conocida como LIDAR—y después entra en juego un software para agregar detalles.

"La ventaja del esquema sólo basado en imágenes de C3 es que el LIDAR aéreo es significativamente más caro que la fotografía, puesto que es necesario poseer potentes escáneres láser", afirma Zakhor. "En teoría, se puede cubrir un área mayor por el mismo coste". Sin embargo, el método LIDAR todavía sigue siendo dominante dado que es más preciso, asegura. "Si sólo se utilizan fotografías, siempre hay que corregir manualmente los errores que se comenten", afirma Zakhor. "La cuestión de 64 millones de dólares es qué cantidad de corrección manual tiene que llevar a cabo C3".

Smith afirma que la técnica de C3 está automatizada en "un 98 por ciento", en términos del tiempo que se tarda en producir un modelo a partir de un conjunto de fotos. "Nuestro software de visión por ordenador es lo suficientemente bueno para que sólo haya que llevar a cabo una pequeña limpieza", señala. "Cuando el objetivo es hacer un mapa del mundo entero, la automatización es esencial para que se haga rápidamente y con menos costes". Afirma que C3 puede generar modelos más detallados y más rápidamente que sus competidores.

Las imágenes de las ciudades capturadas por C3 realmente parecen más detalladas que las de Google Earth, y Smith afirma que el modelo hará que las aplicaciones de mapeo sean más funcionales, así como mejores a la vista. "Detrás de cada píxel hay un mapa de profundidad, así que no se trata de sólo una imagen pobre de la ciudad", afirma Smith. En un mapa C3, es posible marcar la localización exacta de un objeto en el espacio, tanto si es la entrada de un restaurante o una ventana en el piso 45.

C3 también ha desarrollado una versión de su paquete de cámaras para obtener imágenes en 3-D y datos a nivel del suelo desde un coche, barco, o Segway. Esto podría permitir a los modelos competir con el Street View de Google, que sólo captura imágenes. C3 está trabajando para llevar la tecnología al interior de los edificios, crear mapas y conectarlos con sus modelos exteriores.

Smith afirma que otro uso potencial son las aplicaciones de realidad aumentada que permiten a un teléfono o tableta mezclar el mundo virtual y el real. "Podemos ayudar a marcar imágenes del mundo real con gran precisión para resolver el problema del posicionamiento", afirma. Sin embargo, la precisión de los sistemas de posicionamiento de los teléfonos móviles tendrá que ponerse al día con la de los mapas de C3. Los teléfonos móviles con GPS normalmente pueden ubicarse dentro de decenas de metros, no decenas de centímetros.