¿Qué es el estéreo fotométrico?

En los gráficos por computadora y, más específicamente, en las aplicaciones de visión por computadora, el estéreo fotométrico es el proceso de crear un modelo tridimensional (3D) o la representación de una imagen bidimensional (2D) en función de la forma en que los objetos en la imagen se reflejan o refractan ligero. Cuando se aplica un algoritmo estéreo fotométrico a un objeto, debe haber más de una imagen fuente disponible para su análisis. Para cada una de las imágenes fuente que se utilizarán, el objeto generalmente debe aparecer en una posición estática, mientras que la fuente de luz se mueve para revelar diferentes aspectos de la superficie del objeto. Los métodos simples de imágenes estéreo fotométricas deben conocer la ubicación de las luces en relación con el objeto, y funcionan mejor cuando el objeto está hecho de un solo material para que los reflejos y las sombras se puedan medir de manera predecible. Los algoritmos y técnicas mucho más avanzados no requieren tanta información por adelantado y pueden hacer varias suposiciones, o incluso interpolar superficies, para completar una imagen parcialmente obstruida.

El concepto básico de estéreo fotométrico implica tomar varias imágenes de un objeto con la fuente de luz en cada imagen movida alrededor del objeto mientras el objeto permanece en la misma ubicación. Al medir exactamente cómo caen las sombras y los resaltados en la superficie del objeto en cada imagen, se pueden calcular las normales de la superficie, la dirección a la que se enfrenta una superficie. Después de compilar información sobre las normales de las áreas medibles de un objeto a través de una serie de imágenes 2D, se puede construir un modelo 3D del objeto.

Factores como la profundidad de las sombras y la intensidad de los reflejos ayudan a determinar las diferentes alturas de la topografía de la superficie. Los objetos que tienen una superficie brillante son los más fáciles de medir con estéreo fotométrico, mientras que los objetos que están hechos de un material con sombras más sutiles, como una tela suave, pueden ser más difíciles. Un objeto que tiene una superficie altamente reflectante, como el cromo pulido, puede presentar algunos problemas sin los ajustes de imagen adecuados, porque los reflejos pueden dar resultados falsos. Los algoritmos funcionan mejor cuando solo hay una única fuente de luz y no hay sombras proyectadas, a diferencia de una luz de área, múltiples fuentes de luz o una luz que brilla a través de una ventana u otra abertura.

Existen varios usos para las técnicas estéreo fotométricas. En el procesamiento de la visión por computadora en tiempo real, se puede usar para determinar la profundidad de los objetos dentro de una escena. También se puede utilizar para crear modelos 3D precisos de objetos en fotografías con fines históricos, de archivo o analíticos.