PROCEDIMIENTO PARA LA TEXTURACION DE OBJETOS TRIDIMENSIONALES VIRTUALES.

Procedimiento para la texturación de objetos tridimensionales virtuales,

particularmente objetos de edificios tridimensionales virtuales y modelos de ciudad con una imagen fotográfica (1) de un objeto real, particularmente de una foto de una fachada, comprendiendo el procedimiento una etapa para la proyección de la imagen fotográfica (1) sobre una superficie virtual (2) del objeto tridimensional virtual para crear una textura bruta, y caracterizado por las siguientes etapas del procedimiento:

- Localización de un elemento de textura bruta (3) en la textura bruta por la utilización de un procedimiento de clasificación,

- Descripción computerizada del elemento de textura bruta localizado por un conjunto formal de características para el elemento de textura bruta, especialmente un vector de características,

- Comparación del conjunto formal de características del elemento de textura bruta con respectivamente un conjunto de características de elementos de biblioteca (4) prefijados e indagación de medidas de similitud entre el elemento de textura bruta y respectivamente un elemento de biblioteca,

- Sustitución del elemento de textura bruta localizado por al menos un elemento de biblioteca en caso de existencia de una medida de similitud predefinida,

- Transformación de la textura bruta en una textura generalizada (5) del objeto virtual con una sustitución de todos los elementos de textura bruta por los elementos de biblioteca

Procedimiento para la texturación de objetos tridimensionales virtuales.

La invención se refiere a un procedimiento para la textura de objetos virtuales tridimensionales, particularmente objetos virtuales tridimensionales de edificios y modelos de ciudad, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Como textura, es decir texturación, es designada la representación gráfica de un objeto virtual tridimensional mediante ordenador, que se indica sobre la superficie del objeto tridimensional. En un modelado en 3D digital texturizado en el marco de una planificación urbana o de edificios se indican por ejemplo superficies de fachadas sobre la superficie de los objetos, que reproducen con un cierto valor de reidentificación vistas de fachadas de objetos reales, es decir, de casas reales o demás edificios.

Para la texturación de este tipo son actualmente habituales dos procedimientos. En un primer procedimiento se realiza una textura fotorealística. En este caso es proyectada una imagen fotográfica de la superficie del objeto real sobre la superficie del objeto virtual. En este caso se recurre por regla general a procedimientos para la preparación de la imagen. En un procedimiento de este tipo, condicionado por el datos reales de la imagen, muchos detalles del objeto real son reproducidos, de modo que ofrece el objeto tridimensional potencial un contenido de información alto.

Sin embargo, es necesario en este procedimiento una alta calidad de imagen del material fotográfico básico, que bajo ciertas circunstancias no puede ser garantizada desde el comienzo y en cierto material de imagen no puede ser corregido sin más. En general, además una texturación de este tipo está unida a un esfuerzo de procesamiento manual alto, en la que las texturas de los objetos virtuales son examinadas individualmente en cuanto a su exactitud y los datos fotográficos reales de la imagen son adaptados al objeto virtual, particularmente tienen que ser graduados en escala y eventualmente deben ser liberados de alteraciones. Condicionados por la aplicación de los datos reales de la imagen los objetos virtuales producidos presentan un volumen elevado de datos, con lo cual también en caso de una representación disminuida del objeto todas las informaciones de la imagen del material de imagen original tienen que ser memorizadas junto al objeto virtual.

Alternativamente se puede utilizar también una texturación genérica. En este caso son posicionados elementos gráficos en el sentido de una representación básica del objeto real sobre la superficie del objeto virtual, de modo que sea producida de modo artificial la superficie total del modelo virtual. Una representación de este tipo reproduce menos de detalles del objeto real, el contenido de información logrado en comparación con la representación fotorealística es mucho menor. Con un procedimiento de este tipo es ventajosa sin embargo la utilización de elementos gráficos prefabricados según la estructura modular, con lo que puede ser logrado un grado alto de automatización. Los objetos virtuales generados son además en su volumen de datos mucho menor que los objetos 3D texturizados.

Un procedimiento, en el que son usados tanto datos reales de la imagen como también texturación, es por ejemplo conocido de BEKINS D. et al: "Build-by-Number: Rearranging the Real World to Visualize Novel Architectural Spaces" (VISUALIZATION, 2005. VIS 05. MINNEAPOLIS, MN, USA octubre. 23-28, 2005, PISCATAWAY NJ, USA,IEEE, 23. octubre 2005, pág. 143-150; XP010853156 ISBN: 0-7803-9462-3).Este documento divulga un procedimiento para la reducción de la cantidad de datos fotográficos, que es necesaria para la modelación de un objeto tridimensional, particularmente un edificio. El edificio mismo es representado por medio de una superficie tridimensional simplificada ("wireframe"), siendo proyectados los datos fotográficos como textura sobre esta superficie, para provocar la representación de forma más realista. Para la reducción de la cantidad de datos fotográficos los elementos arquitectónicos que se repiten (p.ej. puertas, ventanas y ladrillos), que pueden ser extraídos de una imagen tomada, son memorizados sólo una vez y utilizados de forma repetida como textura, y también en edificios modelados nuevos. Además, son mencionados paquetes de software usuales en el comercio, que permiten la modelación tridimensional de una ciudad bajo aplicación de bibliotecas de textura.

En la aplicación práctica de objetos virtuales 3D, en la que por un lado tiene que ser reflejado o procesado el modelo tridimensional de forma tan detallada como sea posible con una capacidad de almacenamiento escasa a ser posible, se muestra sin embargo demasiado a menudo la ausencia de un procedimiento practicable, donde sea conseguido para los objetos 3D por una parte una riqueza de detalles alta y por otra parte un volumen de datos pequeño. Se encuentra a menudo la reproducción óptima de un objeto real en el modelo virtual justo en cualquier punto entre la representación fotorealista y genérica, un objeto potencial no tiene que reproducir todos los detalles del objeto real, pero la representación puramente genérica del objeto es aproximada y demasiado pobre en detalles.

Ambos procedimientos para la texturación precisan además un gasto manual a menudo muy notable. Según la complejidad presente del objeto puede suponer la textura hasta el 60% de un gasto total de un proyecto. Para proyectos típicos, en los que son producidos modelos de ciudad tridimensionales en ordenador, tienen que ser aportadas actualmente a pesar de soluciones parciales altamente efectivas, componentes importantes de los gastos de forma manual. Para ello son necesarias eventualmente millares de horas de trabajo de personal técnico altamente especializado.

Existe por consiguiente la tarea de indicar un procedimiento, con el que pueda ser reducido en gran medida el gasto temporal para la texturación a través de una automatización amplia y de esta manera sea mejorada de forma decisiva la eficiencia económica y finalmente la competitividad. Concretamente el operador debe ser descargado de la actividad costosa en tiempo y fatigosa, que implica el trasponer los aspectos del objeto en la textura de los objetos tridimensionales.

Existe además la tarea de hacer uso de tomas fotográficas oblicuas, que son obtenidas como imágenes aéreas, para hacer disponibles proyectos grandes a través de transcursos de procedimientos automatizados y de combinar la captación efectiva de superficies reales del objeto y texturas reales con una transformación lo más rápida y efectiva posible en texturas para objetos tridimensionales virtuales.

Existe finalmente la tarea de indicar un procedimiento para la texturación de objetos virtuales tridimensionales, en el que la textura del objeto virtual corresponda suficientemente a la representación fotorealista, con lo cual es reducido sin embargo al máximo el volumen de memoria del objeto virtual y corresponde más o menos a la texturación genérica. El procedimiento de texturación debe garantizar particularmente, que se reproduzcan en la representación fotorealista las características visibles de los objetos representados de la forma más extensiva posible o casi completamente en el objeto virtual, aunque el objeto virtual presente una superficie esencialmente genérica. El procedimiento debe particularmente posibilitar que la imagen del objeto real sea reconducida a la representación genérica a ser posible de forma individual y con un máximo en automatización.

Las tareas son solucionadas con un procedimiento para la texturación de objetos virtuales tridimensionales, particularmente objetos virtuales tridimensionales de edificios y modelos de ciudad con una imagen fotográfica de un objeto real, particularmente unas fotografías de fachada.

Dentro de la textura bruta es localizado a través de un procedimiento de clasificación un elemento de textura bruta. El elemento de textura bruta localizado es descrito a través de un conjunto de características, particularmente un vector de características compatible con el ordenador.

El conjunto formal de características del elemento de textura bruta es comparada con un conjunto de características de un elemento de biblioteca predeterminado comparado y son determinadas medidas de similitud entre el elemento de textura bruta y un elemento de biblioteca respectivamente.