ARC 3D VisualSfM e APERO-MicMac PhotoModeler Scanner
Microsoft Photosynth Structure from Motion Toolkit
(BundlerFocalExtractor, BundlerMatcher, Bundler, CMVS, PMVS2)
ShapeScan_SM
Hypr3D Agisoft PhotoScan
My3Dscanner Smart3Dcapture scanner
Autodesk 123D Catch
4e software Zscan
EVO (EVOCapture, EVOCheck, UMap e SiteManager)
Fonte: elaboração da autora.
3.2.5.1 Processamento remoto gratuito via web
Uma das primeiras ferramentas disponíveis para processamento remoto via web foi o ARC 3D (www.arc3d.be/), desenvolvido pela Katholieke Universiteit Leuven, a partir de 2005. Em seguida surgiram outros serviços online, como Microsoft Photosynth (www.photosynth.net), Hypr3D (www.hypr3d.com), My3Dscanner (www.my3dscanner.com), Autodesk Photofly (não mais disponível) e Autodesk 123D Catch (http://www.123dapp.com/catch), sendo este último uma evolução do Photofly.
Os programas online apresentam características semelhantes como, facilidade de uso (interface amigável) e grande velocidade para a geração dos modelos geométricos ("nuvens de pontos" ou malhas TIN) a partir do processamento automatizado das imagens realizado nos servidores de alto desempenho dos prestadores do serviço. No entanto, apresentam poucos recursos de edição (como a escolha do nível de detalhamento do produto gerado e alterações na associação entre os pontos homólogos), maiores restrições de uso, sendo permitidos geralmente para uso pessoal e educacional, sem fins lucrativos. Além disso, o grande problema desta categoria de programas está relacionado à propriedade dos dados (fotos originais e modelos gerados), que passam a ser de domínio dos fornecedores do serviço, podendo ser usados em pesquisas dos desenvolvedores, ou divulgados na rede. 3.2.5.2 Programas livres gratuitos
Dentre os programas livres (com código aberto) e gratuitos, um dos pacotes mais antigos e conhecidos é o Structure from Motion Toolkit, formado pelas ferramentas BundlerFocalExtractor, BundlerMatcher, Bundler, CMVS, PMVS2, disponíveis no website: <www.visual-experiments.com/demos/sfmtoolkit/>.
Outros exemplos mais recentes incluem os pacotes de programas VisualSfM e APERO- MicMac. O VisualSfM, disponível em <www.cs.washington.edu/homes/ccwu/vsfm/>, tem código parcialmente aberto e utiliza também os programas CMVS, PMVS2 para densificação da "nuvem de pontos". O segundo pacote, disponível em <www.tapenade.gamsau.archi.fr/ TAPEnADe/Tools.html>, permite realizar de forma automática as etapas de orientação interna e externa (no APERO), e gerar densa "nuvem de pontos" (no MICMAC), com base nos parâmetros calculados pelo software anterior (PIERROT-DESEILLIGNY; DE LUCA; REMONDINO, 2011).
Os programas livres geralmente são desenvolvidos em instituições de ensino e pesquisa, a partir de projetos financiados por agências de fomento à pesquisa. As maiores vantagens de sua utilização incluem a disponibilização gratuita (para download) das ferramentas para diversas aplicações. Os problemas mais comuns estão relacionados à interface e aos manuais/tutoriais, que geralmente apresentam maior dificuldade para uso, demandando maior tempo de estudo e maiores conhecimentos em ferramentas computacionais e programação.
3.2.5.3 Programas comerciais
Dentre os programas para DSM comerciais mais conhecidos estão o PhotoModeler Scanner da Eos Systems <www.photomodeler.com>, o Zscan da Menci <www.menci.com> e o PhotoScan da Agisoft <www.agisoft.ru>. Mais recentemente foram lançados os programas Smart3Dcapture Scanner da Acute3D <www.acute3d.com>, em janeiro de 2011, o 4e software da empresa 4e (www.4-e.es) e o novo pacote da Menci, o EVO <www.menci.com>, ambos no início de 2012. Esse último inclui vários módulos: EVOCapture, EVOCheck, UMap e SiteManager, sendo mais flexível do que o Zscan, uma vez que não requer uso da barra fixa para a tomada de trios de fotografias de pontos calibrados.
As maiores diferenças entre eles são os custos (que podem variar entre 179,00 a 13.000,00 dólares), a necessidade de calibração da câmera (nos programas da Eos System e Menci), a precisão e alguns recursos específicos, como possibilidade de edição, definição da malha, etc.
3.3 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Esse capítulo apresentou diversos conceitos, processos e tecnologias associadas aos sistemas de varredura, visando a sistematização e a padronização de informações dispersas e difíceis de serem encontradas na literatura internacional, especialmente as relacionadas à técnica DSM.
O conteúdo apresentado visou um conhecimento mais profundo das técnicas de aquisição do modelo "nuvem de pontos", adotado nessa tese como referência principal (ou base) para a modelagem BIM.
O estudo dos conceitos e a sistematização das etapas de processamento para geração de "nuvens de pontos" por fotografias (DSM) permitiu que a escolha e a utilização de ferramentas para DSM fosse realizada de modo consistente, tendo-se maior controle das diversas etapas, e consciência dos procedimentos que interferem diretamente na qualidade do produto final. Desse modo, foi possível entender melhor o funcionamento das ferramentas e comparar processos e produtos gerados (apresentados nos capítulos 6 e 7).
De modo geral, a fundamentação teórica apresentada nesse capítulo permitiu o entendimento do funcionamento de cada técnica e a identificação de suas características, visando dar suporte também à escolha da mais adequada para situações específicas.
Uma comparação entre o 3D laser scanning e o Dense Stereo Matching pode ser vista no Quadro 11. Dentre as vantagens da varredura a laser, destacam-se a rapidez e a precisão na obtenção de grande quantidade de informações; e do DSM, o baixo custo de levantamento e a flexibilidade de uso. A grande desvantagem do 3D laser scanning está relacionada ao elevado custo da tecnologia ou da contratação dos serviços de varredura; e do DSM, a necessidade de textura não uniforme e o processamento em escritório para geração da "nuvem de pontos".
Quadro 11 - Comparação entre 3D laser scanning e Dense Stereo Matching
3D LASER SCANNING DENSE STEREO MATCHING
VA
NT
A
GE
NS
"nuvem de pontos" produzida em campo (de forma rápida e precisa)
baixo custo (necessitando basicamente de câmera digital e software específico) possibilidade de varredura com ausência de
iluminação
flexibilidade de uso, mesma técnica pode ser utilizada para objetos de diferentes
dimensões técnica com metodologias de aquisição mais
consolidadas para obtenção de elevada precisão
facilidade de transporte da câmera
DESVAN
TA
G
EN
S
utilização de diferentes equipamentos a depender das características do levantamento (tamanho dos objetos e alcance do laser)
necessidade de maior controle da precisão dos resultados
elevado custo do equipamento necessidade de superfícies com textura não
uniforme ou aplicação de sinalização artificial problema na varredura de determinados
materiais (transparentes, reflexivos, etc.)
necessidade de processamento
computacional em “escritório” para geração da "nuvem de pontos"
possíveis riscos à saúde se houver exposição humana direta ao feixe laser
não pode haver variação da iluminação direcionada aos objetos
A
PL
ICA
ÇÕ
ES
levantamento completo (interior e exterior) de edificações, incluindo detalhes
levantamento volumétrico (externo) de edificações, de trechos internos ou de detalhes arquitetônicos, com texturas não uniformes
Fonte: elaboração da autora.
Considerando uma série de aspectos, o 3D Laser Scanning é mais indicado para o levantamento completo de edificações (interior e exterior), pelo rigor/precisão no
alinhamento das cenas (modelos parciais) e geração do produto final. Já o DSM, é mais indicado para o levantamento rápido e de baixo custo do exterior de edificações (em escalas menores) e de detalhes arquitetônicos, que apresentam texturas não uniformes.