proyecto nº1 fotogrametria
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Docente: Ing. Fernando Vergara MoscosoAuxiliares: Univ. Rafael Alejandro Peñaloza Choque Univ. Alvaro Eloy Uria ArrayaAlumno: Univ. Daniel Oswaldo Silva Gonzales
PROYECTO Nº 1: VISTAS ESTEREOSCOPICAS Universidad Mayor de San Andrés
Facultad de IngenieríaIngeniería Civil
FOTOGRAMETRIA Y GEODESIA
CIV – 215 J.T.P.
INDICE
1.1. INTRODUCCION ……………………………………..pág. 2
1.1.1. Principios de estereoscopia1.1.2. Estereoscopia1.1.3. Métodos de observación estereoscópica1.1.4. Paralaje1.1.5. Elementos de visión estereoscópica1.1.6. Fotogrametría terrestre
1.2. OBJETIVOS ……………………………………pág. 11
1.2.1. General1.2.2. Especifico
1.3. EQUIPO Y MATERIAL ……………………………………pág. 11
1.3.1. Estereoscopio de bolsillo1.3.2. Cámara fotográfica1.3.3. Filtros de anáglifos1.3.4. Material adicional
1.4. PROCESO …………………………………… pág. 17
1.4.1. Determinación de la base estereoscópica personal1.4.2. Construcción de estereogramas1.4.3. Construcción de estereofotos1.4.4. Construcción de anaglifos1.4.5. Construcción de imágenes de visión cruzada1.4.6. Construccion de imágenes polarizadas
1.5. CALCULOS Y RESULTADOS ……………………………………. pág. 28
1.5.1. Vistas estereoscópicasA) EstereogramasB) EstereofotosC) EstereodiapositivasD) AnaglifosE) Imágenes de visión cruzada
1.5.2. Aplicación en la ingeniería civil
1.6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ……………………………. pág. 45
1.7. CUESTIONARIO E INVESTIGACION ……………………………. pág. 46
1.8. BIBLIOGRAFIA ……………………………. pág. 53
1.9. ANEXOS ……………………………. pág. 54
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1.1. INTRODUCCION
1.1.1. Principios de la estereoscopia
La visión en relieve o en tres dimensiones se logra por la visión simultánea de los objetos desde distinto
ángulo y su coordinación mental, de esta manera se puede apreciar las distancias, espesores,
profundidades, etc.
Si se obtienen dos fotografías de un mismo terreno u objeto tomadas desde distinto ángulo solamente
hace falta el poder coordinarlos en el cerebro para obtener la visión en relieve o en tercera dimensión,
esto se logra por medio de aparatos especiales denominados estereoscopios y las dos fotografías
reciben el nombre de par estereoscópico
CAMPO MONOCULAR
f O1
CERO VISION CAMPO TRIDIMENSIONAL
f O2
CAMPO MONOCULAR
f: distancia focalO1O2: distancia interpupilar
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1.1.2. Estereoscopia
Es la visión en tres dimensiones es decir es la propiedad mediante la cual se tiene la sensación de ver en
tercera dimensión, se divide en estereoscopia natural y estereoscopia artificial
La estereoscopia natural es la visión natural en 3 dimensiones que tiene cada persona
La estereoscopia artificial consiste en construir o reconstruir la estereoscopia en base de fotografías,
gráficos, o vistas estereoscópicas y que con la ayuda de ciertos instrumentos se obtiene la visión en 3D,
los instrumentos pueden ser:
- Óptico mecánicos
- Anáglifos
- Lentes polarizados
- Cascos estereoscópicos
La fotografía estereoscópica tradicional consiste en el crear una ilusión 3-D a partir de un par de
imágenes 2D. La forma más sencilla de crear en el cerebro la percepción de profundidad es
proporcionando a los ojos del espectador dos imágenes diferentes, que representan dos perspectivas del
mismo objeto, con una pequeña desviación similar a las perspectivas que de forma natural reciben los
ojos en la visión binocular.
Si se quiere evitar la fatiga visual y la distorsión, cada una de las imágenes 2D se debe presentar
preferiblemente al ojo correspondiente del espectador de tal manera que cualquier objeto a distancia
infinita percibido por el espectador debe ser percibido por ese ojo mientras está orientado justo derecho
hacia adelante, los ojos del espectador no son cruzados ni divergen. Cuando la imagen no contiene
ningún objeto de distancia infinita, como un horizonte o una nube, la imágenes deben ser espaciadas
correspondientemente más cerca.
Existen dos tipos de estereoscopia natural y artificial:
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La estereoscopia natural es la visión de todo ser humano de ver a cualquier distancia la tercera
dimensión y esto se consigue gracias a que poseemos dos ojos, cada ojo ve por separado el objeto, y en
el cerebro se superponen las imágenes
La estereoscopia artificial es la visión mediante lentes o instrumentos sencillos que funcionan igual que
los ojos para ver o tener visión estereoscópica
Óptico mecánicos:
Tienen dos lentes separadas entre sí, por una distancia igual a la interpupilar, montadas en un marco
plástico o metálico soportado por patas, de forma tal que las fotografías son observadas a través de
dichas lentes. La distancia entre las lentes y las fotografías sobre las cuales se apoya el estereoscopio,
corresponde a la distancia focal, de forma tal que la observación se realiza al infinito y con ejes
paralelos.
Anáglifos:
Los anáglifos están formados por dos lentes (muy sencillas), cada una con uno de los dos colores que
componen la imagen. De esta manera actúan como filtro y dejan ver a cada ojo sólo el par estéreo que
le corresponde. Así pues, por ejemplo, si tuviéramos una imagen creada a partir del desplazamiento de
una imagen azul (enfocada para el ojo izquierdo) y otra roja (enfocada para el ojo derecho),
necesitaríamos unas gafas anaglifo con filtros de los mismos colores: el ojo derecho tendría la lente de
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color azul y el izquierdo la lente roja, ya que el filtro sólo permite ver la imagen que no sea del mismo
color.
Lentes polarizados:
Se utiliza luz polarizada para separar las imágenes izquierda y derecha. El sistema de polarización no
altera los colores, aunque hay una cierta pérdida de luminosidad. Se usa tanto en proyección de cine 3D
como en monitores de ordenador mediante pantallas de polarización alternativa. Hoy día es el sistema
más económico para una calidad de imagen aceptable y existen dos tipos activos y pasivos
Los lentes activos utilizan tecnología de cristal líquido LCD, y son un componente fundamental. Éstos
poseen sensores infrarrojos (IR) que permiten conectarse de manera inalámbrica con el televisor 3D.
En este sistema, las dos imágenes no se muestran al mismo tiempo, sino que se encienden y apagan a
alta velocidad. Los lentes de cristal líquido se van alternando entre un modo "transparente" y un modo
"opaco" al mismo tiempo que las imágenes se alternan en la pantalla, es decir, el ojo izquierdo se
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bloquea cuando la imagen del ojo derecho aparece en la televisión y viceversa. Esto ocurre tan rápido
que nuestra mente no puede detectar el parpadeo de los lentes.
Los lentes pasivos más populares. Los lentes anaglifos utilizan filtros de color (rojo–azul, rojo–verde o
bien ámbar–azul), los que permiten visualizar imágenes distintas en cada ojo, dando así un efecto de
profundidad relativamente convincente. Hoy en día se utilizan lentes pasivos polarizados,
principalmente en salas de cine 3D. Estos lentes filtran las ondas de luz provenientes desde diversos
ángulos de la pantalla, permitiendo que cada ojo por separado reciba sólo la imagen polarizada que le
corresponde. Estos lentes fueron inmediatamente más populares que los anaglifos debido a que no
utilizan filtros de color que pudiesen distorsionar el color original de la imagen.
Cascos estereoscópicos:
Un casco estereoscópico que porta dos pantallas y los sistemas ópticos para cada ojo, de forma que la
imagen se genera en el propio dispositivo. Su principal uso hasta ahora ha sido la Realidad Virtual, a un
costo prohibitivo y de forma experimental, aunque al bajar de precio aparecen otras aplicaciones
lúdicas, como los videojuegos.
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1.1.3. Métodos de observación estereoscópica
El modelo estereoscopio, parte común en sentido longitudinal de dos fotogramas consecutivos, se
puede observar en relieve por medio de los siguientes procedimientos:
Observación con ejes convergentes
Este es el procedimiento más natural y más cómodo de observación, al realizarse el mecanismo de
acomodación y convergencia, a la misma distancia. El principio en que se basa este procedimiento,
consiste en la observación de cada fotograma con un solo ojo. Los métodos más desarrollados para este
tipo de observación son:
Observación con ejes cruzados
Consiste en llevar ambas imágenes a una situación superpuesta, bien por método de impresión o por
proyección. El par de fotograma se colorea en forma individual con colores complementarios,
normalmente el fotograma izquierdo en azul y el derecho en rojo, proyectándose o imprimiéndose uno
encima de otro. Materializado así el modelo, la observación se realiza por medio de unas lentes de
cristales coloreados, rojo y azul, colocadas de forma que correspondan los colores complementarios, es
decir, el rojo a la izquierda y azul a la derecha.
De esta manera se cumple el principio de que cada fotograma se vea con un solo color. Hay que resaltar
que para mayor entendimiento, que una persona daltónica puede observar perfectamente el relieve,
dado que éste no está fundado en la percepción de colores, sino en la eliminación de éstos.
Observación con ejes paralelas
Este procedimiento es más cansador que el anterior, puesto que mientras los ojos convergen hacia el
infinito, la acomodación se realiza a unos 25 centímetros.
Ahora bien, el sistema es más descansado, si intercalamos unas lentes positivas entre las fotografías y
el observador, de manera que éstas queden en el plano focal de aquellas. Así la convergencia y la
acomodación se realizan a igual distancia. Este es el fundamento del estereoscopio de bolsillo.
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1.1.4. Paralaje
Se llama paralaje al desplazamiento de la imagen de un punto de dos fotografías consecutivas, causado
por el cambio de posición de la cámara en las dos tomas. El vector paralaje se descompone en un
componente horizontal, o paralaje px, y en otro vertical, o paralaje py. La paralaje py se hace cero, en
el proceso de orientación del par o modelo estereoscópico.
La imagen a del punto del terreno A, se encuentra en el borde del fotograma en la exposición
1, en la 2 su imagen a’ se encuentra en su parte central.
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1.1.5. Elementos de visión estereoscópica
Escala
Al ser una fotografía una proyección cónica, la escala en la fotografía seria uniforme en el caso que el
terreno fuera llano, como este no es un caso habitual la escala depende del punto imagen y por tanto el
concepto de escala de la fotografía carece de rigor matemático
En un terreno llano la escala de la fotografía vendría determinada por la relación entre la distancia en la
foto y una en el terreno
1E
= fD
= abAB
Siendo D la distancia de la cámara al terreno u objeto
Dimensión
Representación de la dimensión o representación volumétrica en formatos visuales bidimensionales
depende también de la ilusión. La dimensión existe en el mundo real. No sólo podemos sentirla, sino
verla con ayuda de nuestra visión estereoscópica biocular. Pero en ninguna de las representaciones
bidimensionales de la realidad, sean dibujos, pinturas, fotografías, películas o emisiones de televisión,
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existe un volumen real; éste sólo está implícito. La ilusión se refuerza de muchas maneras, pero el
artificio fundamental para simular la dimensión es la convención técnica de la perspectiva
Movimiento
El elemento visual de movimiento es una de las fuerzas visuales mas predominantes en los humanos .
A nivel fáctico sólo existe en el film, la televisión y en todo aquello que se visualiza con algún
componente de movimiento, como la maquinaria o las ventanas. Pero hay técnicas capaces de engañar
al ojo; la ilusión de la textura o la dimensión parece real gracias al uso de una expresión intensa del
detalle como en el caso de la textura, o al uso de perspectiva y luz y sombras intensas como en el caso
de la dimensión.
1.1.6. Fotogrametría terrestre
Podríamos definir a la Fotogrametría, como la ciencia desarrollada para obtener medidas reales de
objetos a partir de fotografías del mismo y existen tres tipos: terrestre, aérea y digital
La fotogrametría terrestre es aquella en la que se trabaja en la superficie terrestre, utilizando cámaras
fotogramétricas estacionarias o fijas y existen dos tipos: el caso normal o de ejes perpendiculares y el
caso de ejes girados
La fotogrametría terrestre innovó las técnicas topográficas tradicionales, tanto las de campo, como las
de restitución. Ya en el último tercio del siglo XIX empezó a tener aplicaciones prácticas en el
levantamiento de las series de los mapas nacionales a gran escala.
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La fotogrametría terrestre puede dividirse en:
- Fotografía de objeto cercano: D=300m a 10cm (cámaras fotogramétricas convencionales
- Macrofotogramtria: D=1 a 10cm (dispositivos de lentes de enfoque)
- Microfotogrametria: D menor a 10 cm (cámaras acopladas con microscopios)
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo principal
El objetivo de esta práctica es introducirnos en los aspectos básicos de la fotogrametría para lo cual
revisaremos los distintos tipo de vistas tridimensionales que podemos obtener con fotografías es decir
con pares estereoscópicos
1.2.2. Objetivos específicos
Aprender a sacar fotografías para poder verlas en 3 dimensiones mediante distintos métodos
siguiendo las normas y reglas ya establecidas
Con los pares estereoscópicos realizar mediciones precisas a partir de las fotografías
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Conocer los aspectos más importantes de la fotogrametría terrestre y su aplicación en la
ingeniería civil
1.3. EQUIPO Y MATERIAL
1.3.1. Estereoscopio de bolsillo
Constan de dos lentes convergentes de igual distancia focal, con una separación entre unos 60 mm.,
aunque existen modelos que permiten separar éstas dentro de un rango entre 55 – 75 mm.
Los lentes se encuentran dispuestos en forma de gafas, con patas abatibles, que permiten colocar
encima de una mesa en posición fija.
La observación se realiza con líneas de visión paralelas, en cuyo caso la distancia real de visión, es
igual a la distancia focal de las lentes, teniendo la impresión el observador, de que las imágenes de
puntos conjugados proceden del infinito, por lo cual, el efecto de acomodación y convergencia es nulo
1.3.2. Cámara fotográfica
En la fotogrametría se utilizan las cámaras fotogramétricas pero en nuestro caso utilizaremos cámaras
digitales que funcionan bien siempre y cuando están tomen fotografías de 10 megapíxeles o mas
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Elementos de una cámara
Elemento fotosensible: toda cámara fotográfica necesita un elemento sensible a la luz que
registre de algún modo la imagen que procede del objetivo. Este soporte será normalmente uno
de los siguientes:
- Una película fotográfica, que es un soporte compuesto fundamentalmente por una emulsión de
gelatina y cristales de haluros de plata (generalmente cloruro, yoduro o bromuro de plata) que se
descomponen al recibir cierta dosis de radiación electromagnética, de baja longitud de onda,
formando un germen de plata metálica apenas visible. Este es el soporte más habitual en fotografía
química.
- Papel fotográfico auto-revelable, que no deja de ser una variante de película fotográfica positiva
utilizada para la fotografía con cámara instantánea.
- Un sensor de imagen electrónico, que es un chip formado por millones de componentes
sensibles a la luz (fototransistor) y por algún mecanismo para percibir los distintos componentes de
color (distintas longitudes de onda de la luz). Este es el soporte utilizado en las cámaras digitales en
fotografía digital.
Visor: el visor es el sistema óptico que permite encuadrar el campo visual que se pretende que
abarque la fotografía. Es decir, el visor es la ventanilla, pantalla o marco incorporado a la
cámara o sujeto a ella de que se sirve el fotógrafo para previsualizar, exacta o
aproximadamente, la relación motivo/entorno que abarca el objetivo.
El visor es una de las partes más importantes de cualquier cámara, puesto que es el modo que
tiene el fotógrafo de encuadrar y componer cada fotografía.
Objetivo: Se denomina objetivo al conjunto de lentes convergentes y divergentes que forman
parte de la óptica de una cámara. Su función es recibir los haces de luz procedentes del objeto y
modificar su dirección hasta crear la imagen óptica, réplica luminosa del objeto. Esta imagen se
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lanzará contra el soporte sensible: Sensor de imagen en el caso de una cámara digital, y película
sensible en la fotografía química
Diafragma: El diafragma y el maties es el método que regula la apertura de un sistema óptico.
Suele ser un disco o sistema de aletas dispuesto en el objetivo de una cámara de forma tal que
restringe el paso de la luz, generalmente de forma ajustable. Las progresivas variaciones de
apertura del diafragma se especifican mediante el número f, que es la relación entre la longitud
focal y el diámetro de apertura efectivo, además esta parte ha de ser de Plástico.
Especificaciones
Marca y modelo: Sony Cyber-shot DSC-W300
Dispositivo de imagen: CCD de color de 9,29 mm (tipo1/1,7) filtro de colores primarios
Número total de pixeles de la cámara: Aprox. 13,9 Megapíxeles
Numero efectivo de pixeles de la cámara: Aprox. 13,6 Megapíxeles
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Objetivo: Carl Zeiss Objetivo Vario-Tessar con zoom de 3x
Distancia focal: 7,6 - 22,8 mm (25 – 105 mm equivalente a película de 35 mm) F2,8(W) – 5,5(T)
Control de exposición: Exposición automática selección de escenas (10 modos)
Balance de blanco: automático, luz diurna, nublado, fluorescente 1,2,3, incandescente, flash
1.3.3. Filtros de anáglifos
Se utilizan para visualizar imágenes multiplexadas en longitud de onda, llamadas
comúnmente imágenes anáglifos. En una superficie plana se muestra una imagen a partir de la
combinación de dos imágenes desplazadas, creadas únicamente con dos colores complementarios, ya
sean rojo–azul, rojo–verde o bien ámbar–azul. Estas dos imágenes equivaldrían al par estéreo.
La percepción de profundidad en el sistema visual humano de imágenes en superficies planas requiere
la ayuda de experiencias previas o de objetos externos, como pueden ser los anáglifos
Cabe decir que los anaglifos permiten ver en relieve tanto imágenes en papel como en diapositivas. El
efecto creado es bastante bueno, aunque se pierde mucha luminosidad y los filtros utilizados no acaban
de conseguir una reconstrucción suficientemente buena en color de la imagen en 3D.
La percepción de profundidad en el sistema visual humano de imágenes en superficies planas requiere
la ayuda de experiencias previas o de objetos externos, como pueden ser los anáglifos
Cabe decir que los anaglifos permiten ver en relieve tanto imágenes en papel como en diapositivas. El
efecto creado es bastante bueno, aunque se pierde mucha luminosidad y los filtros utilizados no acaban
de conseguir una reconstrucción suficientemente buena en color de la imagen en 3D.
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1.3.4. Material adicional
Estereoscopio de espejos
Los estereoscopios de espejos consisten en cuatro espejos ubicados de forma tal que las imágenes se
trasmitan por reflexión hacia los oculares, realizándose la observación de las fotografías en forma
ortogonal a éstas, ubicándose las imágenes homólogas a distancias aproximadas a los 25 cm lo que
evita la superposición o la necesidad de doblar alguna de las fotos.
Plomada física
Plomada es una pesa normalmente de metal de forma cónica o cilíndrica, que mediante la cuerda de la
que pende marca una línea vertical; de hecho la vertical se define por este instrumento.
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Transportador
Instrumento de dibujo utilizado para marcar o medir ángulos planos, con marcas a intervalos de un
grado.
1.4. PROCESO
1.4.1. Determinación de la base estereoscópica personal
Para realizar la confección de estereogramas será necesario determinar la distancia interpupilar del
operador para lo cual se traza dos líneas paralelas a la distancia de 60 mm, una vez trazadas estas línea
se colocara encima de las mismas el estereoscopio de bolsillo, luego se observara mediante sus lentes y
estas dos líneas se fusionarán en una sola siempre y cuando la distancia interpupilar sea normal.
Cuando el observador no puede conseguir la visión estereoscópica la distancia interpupilar puede
variarse entre desde 45 mm hasta los 75 mm hasta conseguirla
1.4.2. Construcción de estereogramas
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Los estereogramas son representaciones de imágenes construidas de manera tal que, que vistos con un
estereoscopio nos dan la sensación de tercera dimensión. Estos se construyen en función a las
diferencias de paralaje, a partir de dos líneas paralelas cuya separación es igual a la distancia
interpupilar del observador.
Trazamos dos ejes paralelos separados a una distancia interpupilar
En cualquiera de los dos ejes dibujamos una figura
En el eje restante dibujamos la misma figura pero desplazando ligeramente algunos puntos del
mismo
Colocando el estereoscopio podremos ver la figura en tres dimensiones
Ejm:
1.4.3. Construcción de estereofotos
Las estereofotos son pares de fotografías tomadas de un objeto inanimado, ambas fotos deben ser
tomadas según las normas ya establecidas y nos serviran para observar objetos en tres dimensiones por
medio de un estereoscopio de bolsillo o de espejos
Antes de sacar las fotografías debemos realizar el cálculo de la base de la siguiente manera
La determinación de la base estereoscópica tiene un principio sencillo que está en función de la
profundidad del objeto a fotografiar en nuestro caso veremos dos casos:
Caso normal
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L
Base
Caso Ejes girados
L
Base
Para optimizar el trabajo utilizamos 1/10*L en ambos casos
Las principales reglas para tomar la base son:
Su orientación debe ser lo más posible paralela al panorama a fotografiar
La inclinación o desnivel existente entre sus dos extremos debe ser lo menor posible de manera
que no excede los 18º
La longitud de la base debe estar comprendida entre 1/5 a 1/15 de las suma de las profundidades
a fotografiar
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Objeto
Objeto
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P
Los pasos seguidos en campo son los siguientes:
- Ubicar un objeto a fotografiar cuidando los aspectos de iluminación y también tener cuidado de
que nuestro punto desde el cual tomaremos las fotografías sea lo mas horizontal posible
evitando desniveles grandes
- Ya ubicada la posición correcta podemos medir la distancia desde el punto de toma al objeto
con un flexometro
- Después de medir y calcular la longitud de nuestra base debemos marcar ambos puntos de
donde sacaremos las fotografías
Después procedemos a sacar las fotografías de la siguiente manera:
Buscamos el objeto a fotografiar, una vez ubicado medimos la base estereoscópica
OBJETO
α1 α2
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φ1 φ2
A B
BASE
Cuando estemos ubicado en uno de los puntos de toma colocamos la plomada física para
asegurarnos que estamos en el punto exacto
Con la cámara apuntamos a un punto del objeto en ambas fotografías, lo cual no será necesario
en el caso de ejes perpendiculares
Con un transportador y ayudados por la plomada podemos determinar el ángulo de inclinación
de la cámara que se da en caso de que el objeto este por encima de nuestra altura
Tomamos la primera fotografía, tratando de que la cámara permanezca paralela al nivel del
suelo y a la misma altura nos movemos a nuestro otro punto de toma y de la misma manera
sacamos la segunda fotografía
w
Si se considera que las fotos están correctas deben ser impresas
NOTA: si la cámara utilizada es digital, las fotografías deben ser tomadas con una resolución por
encima de los 10 Megapíxeles
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OBJETO
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Ejemplo:
1.4.4. Construcción de anáglifos
Para poder ver las imágenes en tres dimensiones debemos primero construir los lentes anaglifos:
De una hoja de cartón recortamos unos lentes con una forma de manera que se adapte bien a
nuestra cabeza es decir que puedan utilizarse
Colocamos unos filtros de papel celofán o de plástico de color diferente en cada lado, ojo
izquierdo rojo y ojo derecho verde o azul
Después de tener los lentes podremos confeccionar las imágenes con ayuda del programa
Anaglyph Maker
Primero necesitaremos un par estereoscopio de fotografías, utilizaremos las fotos antes tomadas
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Abrimos el programa, y el procedimiento es sencillo, en la parte superior hay dos recuadros
donde podremos cargar las fotografías tomadas antes, teniendo mucho cuidado en elegir
correctamente las fotografías izquierda y derecha
Después escogemos el color utilizado en nuestros lentes
Elegimos la opción Make 3D image
Obtenemos la imagen en 3D pero tenemos que corregirla utilizando nuestros lentes y los
botones de corrección del programa
Finalmente tenemos nuestra imagen
Ejemplo:
1.4.5. Construcción de imágenes de visión cruzada
Este tipo de imágenes es una de las formas de presentar imágenes tridimensionales de gran tamaño,
superando así la limitación de tamaño que presentan los estereogramas tradicionales.
Cuando se visualiza la imagen tridimensional, esta aparece como una forma que ocupa casi todo el
dibujo y con un volumen bien apreciable, cuyo color y textura superficiales coinciden con la de los
motivos que componen la imagen bidimensional, no guardando relación con la imagen real de la escena
representada.
Su desarrollo se debe a una evolución de los estereogramas de imagen doble en los que se reduce a cero
la separación entre las imágenes derecha e izquierda, obteniéndose un grabado con perfecta continuidad
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física. Tendríamos así una sola imagen compleja formada por la unión de dos simples (llamémosles
celdas). Si a continuación de estas dos celdas añadimos otra, obtendríamos un marco con tres celdas
(podemos llamarlas celdas 1, 2 y 3 de izquierda a derecha).
En este marco, la celda nº 1, percibida por el ojo izquierdo, se compara con la celda nº 2 observada por
el ojo derecho de igual forma que en los estereogramas vistos hasta ahora.
Como el campo visual de cada ojo es mayor que el tamaño de las celdas, el ojo izquierdo ve también la
celda nº 2, y el cerebro la compara con la celda nº 3 según es percibida por el ojo derecho.
Si repetimos este proceso más veces, podemos cubrir la superficie que deseemos añadiendo nuevas
celdas. En la visión binocular el cerebro compara sucesivamente cada celda vista por el ojo izquierdo
con la siguiente percibida por el ojo derecho.
Este tipo de estereogramas, al igual que los de imagen doble, pueden elaborarse tanto por medio de
puntos aleatorios, como mediante elementos de contornos bien definidos, fotografías, o por la
combinación de estos.
Para este proyecto debido a la complejidad de este tipo de imágenes utilizaremos un programa de
computadora
Ejemplo:
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Es un fantasma saliendo de una lámpara
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1.4.6. Construcción de imágenes polarizadas
Esta técnica funciona en base a un fenómeno de la física llamado polarización de la luz. Probablemente
ha oído que la luz se transmite por ondas. Estas ondas pueden ser horizontales o verticales. La luz de
una lámpara común emite ondas en todas direcciones
Existen filtros que pueden eliminar las ondas en una dirección o polaridad, a esta luz se le llama luz
polarizada. Si se proyecta luz polarizada en una dirección y la vemos con un filtro polarizado,
colocando el filtro a una inclinación de 90 grados respecto a la luz original, toda la luz será bloqueada.
Por lo tanto podemos proyectar dos imágenes , una polarizada en un sentido y la otra a 90 grados y
utilizar dos filtros para que cada ojo vea una imagen distinta.
Los filtros son aún relativamente baratos, el inconvenientes es que sólo funciona con sistemas de
proyección, que generalmente requiere dos proyectores o un proyector especialmente modificado, y
una pantalla especial que no rompa el plano de la polarización. Este método es ideal para audiencias
grandes y además las representaciones se pueden ver a color y el cansancio visual se reduce a un
mínimo. El principal inconveniente es que los filtros polarizados obscurecen la imagen por lo que se
necesita proyectores muy luminosos.
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Puede obtenerse Mediante proyección de diapositivas
En el fondo, proyección de diapositivas 3D se refiere a:
1. El uso de un doble lente del proyector, o dos de un solo lente proyectores.
2. Filtros polarizados lo largo de cada lente de proyección están alineados en ángulos rectos.
3. Use una plancha de aluminio (plata) o lenticulares pantalla de plata, y no uno blanco. Una
pantalla en blanco podría no polarizar la luz proyectada, destruyendo el efecto estéreo. La plata
o la pantalla lenticular de plata preservan la polarización de la luz proyectada. Sin embargo, no
todas las pantallas de plata son adecuadas para la proyección estéreo.
4. Los lentes polarizados deberán estar alineados de manera que concuerden con la adaptación de
la lente del proyector de filtros polarizadores. In most projectors and glasses, the orientations of
the polarization is in a "V" shape. En la mayoría de proyectores y gafas, las orientaciones de la
polarización se encuentran en forma de "V". Una excepción notable es el FED proyector y
gafas, que tienen la polarización en sentido vertical y horizontal.
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1.5. CALCULOS Y RESULTADOS
1.5.1. Vistas estereoscópicas
A) ESTEREOGRAMAS
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Estereograma
s
Punto Paralaje (cm) Descripción
1 +0.4 Elevacion1 2 -0.3 Profundidad
3 -0.2 Profundidad1 +0.5 Elevacion
2 2 +0.4 Elevacion3 -0.3 Profundidad1 +0.3 Elevacion
3 2 -0.3 Profundidad3 +0.4 Elevacion1 -0.3 Profundidad
4 2 +0.2 Elevacion3 -0.2 Profundidad1 -0.2 Profundidad
5 2 +0.4 Elevacion3 -0.1 Profundidad1 -0.4 Profundidad
6 2 -0.3 Profundidad3 +0.4 Elevacion1 +0.5 Profundidad
7 2 +0.6 Profundidad3 +0.2 Elevacion1 +0.7 Profundidad
8 2 +0.6 Profundidad3 +0.3 Elevacion
B) ESTEREFOTOS
Cargadora frontal
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Retroexcavadora
Patrimonio
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Fotografia Objeto Descripcion
Pala Cercano
Cargadora frontal Llanta delantera Cercano
excavadora Lejano
Cabina Cercano
Retroexcavadora Orugas Cercano
Arboles Lejano
Farol Cercano
Iglesia San francisco Campanas Lejano
Escaleras Lejano
Observar las fotografias en el ANEXO
C) ESTEREODIAPOSITIVAS
Las estereodiapositivas seran realizadas en el programa WORD y solo consta de volver la foto
transparente y darle un tamaño apropiado
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D) ANAGLIFOS
Cargadora Frontal
Se puede observar en 3D toda la maquinaria, el entorno sin embargo no como el Puente de las
Americas y los arboles de la izquierda puede que se deba a la lejania de dichos objetos
Retroexcavadora
La cabina puede observarse en 3D pero no con muhca intensidad y lo mismo ocurre con parte del brazo
de la excavadora
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Topadora
Toda la maquinaria se aprecia notablemente en 3D e incluso el entorno
Iglesia de San Francisco
Las partes laterales de la fotografia no pueden apreciarse en 3D pero no son de mucha significancia
Observar las fotografías en el ANEXO
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E) IMÁGENES DE VISION CRUZADA
1)
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2)
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3)
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4)
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Respuestas
1) Es un sapo atrapando a una mosca
2) Es una bruja volando en su escoba
3) Es la muerte 40
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4) Es un loro
1.5.2. Aplicación a la ingeniería civil
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La primera utilización de la fotogrametría consistió en la realización de mapas y planos topográficos.
De hecho, los mapas base de la cartografía de cualquier país, son obtenidos mediante ella.
Actualmente, además de la realización de estos mapas base, se realizanmuchos otros tipos de mapas de
carácter especial, los cuales pueden presentar gran variedad de escalas, y se utilizan en el proyecto y
diseño de obras tales como autopistas, carreteras, vías de ferrocarril, puentes, tuberías, oleoductos,
gasoductos, líneas de transmisión, presas hidroeléctricas, estudios urbanos, etc.
Dentro de las disciplinas que se benefician de la fotogrametría no topográfica podemos mencionar a la
arquitectura, en el levantamiento de monumentos y de sitios; la arqueología, en aplicaciones similares
a las usadas en arquitectura; la bioestereometría, en el estudio de formas de seres vivos; la construcción
naval, la automotriz y la de maquinaria pesada hacen también uso de esta disciplina.
Una importante cantidad de la información cartográfica producida mediante el empleo de la
fotogrametría, es utilizada como referencia espacial en bases de datos digitales. Estos, se integran con
otros datos obtenidos por diferentes medios, generalmente de carácter cualitativo y descriptivo para
conformar sistemas de información geográfica
Además de los mapas ya mencionados, orientados principalmente al desarrollo de obras de ingeniería
civil, podemos mencionar mapas realizados para uso catastral, mapas geológicos, mapas de suelos,
mapas forestales, etc.
Aplicación a vías
Hay varias regiones tropicales de las que no existen cartas en una escala suficiente para permitir el
trazado de caminos o el estudio de otras obras de ingeniería civil.
Se ha comprobado que es económicamente posible aplicar la aero-fotograpmetría a la cartografía de
regiones tropicales, que frecuentemente, están cubiertas de densas selvas virgenes, para realizar cartas
topográficas con curvas de nivel con suficiente precisión para ser empleadas en el ante-proyecto de
obras de ingeniería civil, así como para establecer presupuestos relativos a tales obras.
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No es menester que le escala de las aerofotografías de tales áreas exceda de 1 : 40.000. Por regl
general, la escala de la carta no puede ser superior 1 : 20.000 ni la distancia entre las curvas de nivel ser
inferior a 20 m.
Los límites sobredichos se relacionan con la densa selva vírgen que cubre el terreno y que impide la
observación del mismo.
En la cartografía en el aparato estereotopográfico se hace pasar el índice móvil por el borde superior de
la selva vírgen; con el fin de obtener una carta con curvas de nivel del terreno se aplican en lo posible
correcciones relativas a la altura de los árboles, correcciones que se consiguen midiendo en tanto sea
posible en cada modelo estereométrico dichas alturas en los claros o a lo largo de los ríos.
La desviación de las alturas de los árboles del valor promedio adoptado de la manera expuesta causa un
error que impide el mantener una distancia inferior a 20 m entre las curvas de nivel.
En la práctica se ha descubierto que para la situación horizontal una distancia de 100 km entre los
puntos de control terrestres puede ser aceptada. Para las alturas se densa más control, pero si fuera
imposible realizarlo económicamente en vista de la impracticabilidad del terreno, bastará la utilización
del nivel marino y del de los cursos inferiores de los ríos, así como el curso general del drenaje en el
área consabida. Hay aquí una posibilidad que el plano de referencia para los niveles muestre una
pequeña inclinación, pero esto generalmente no constituye un inconveniente para el ante-proyecto de
obras de ingeniería.
Unas mediciones realizadas en el terreno a lo largo de caminos construidos que estaban trazados en las
cartas topográficas realizadas de la manera susodicha han revelado que las desviaciones de los niveles
generalmente no exceden de la distancia media entre las curvas de nivel.
Las fotografías aéreas se utilizan, aparte para la cartografía, para el reconocimiento del terreno, de
modo que, guiado por la índole de la vegetación, uno puede distinguir los diferentes tipos de pantanos y
la configuración del terreno.
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1.6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
En conclusión podemos decir que aprendimos sobre la mayoría de los métodos estereoscópicos
tanto en su construcción como en su aplicación
La estereoscopia es una herramienta muy útil si se la realiza de forma adecuada dándonos una
perspectiva distinta de los objetos, la visión en tres dimensiones
Podemos realizar estereoscopia con una cámara digital, no es necesario tener un equipo muy
costoso ni complicado para obtener un resultado satisfactorio
Su aplicación en ingeniería civil es de gran utilidad, ya que nos ayuda a prevenir accidentes,
realizar cálculos, diseñar carreteras, presas, etc
Esta técnica se inventó hace muchos años y es tan importante que no se la deja de lado, al
contrario cada vez se implementan nuevos equipos y métodos para mejorar esta herramienta tan
valiosa
Comparando los distintos tipos de estereoscopia vistos no podemos decir que uno es mejor que
otro ya que todos estos métodos nos llevan a un mismo resultado la vista en tres dimensiones
Recomendaciones
Para las estereofotos no bastara con sacar un solo par de fotografías, para poder realizar un
trabajo optimo debemos sacar varios pares, así cuando revisemos las fotos tengamos varias
opciones y podamos escoger el mejor par de fotografías
Antes de sacar las fotografías es necesario revisar las configuraciones de nuestra cámara digital
para así no cometer el error de sacar fotografías de bajo pixelaje y tener que volver a sacarlas
nuevamente
Al momento de sacar las fotografías es bueno estar asistido por dos compañeros para poder
sacar fotografías de la manera correcta
Para sacar las fotografías debemos buscar la correcta iluminación del ambiente para no obtener
fotografías obscuras ni con errores de iluminación
1.7. CUESTIONARIO E INVESTIGACION
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Cuestionario
¿Qué es fotografía vertical y oblicua?
La fotografía vertical o cenital es cuando la imagen se toma en un ángulo totalmente de arriba hacia
abajo, en posición perpendicular con respecto al suelo.
Produce una gráfica sin perspectiva, que puede ser muy descriptiva si se aplica a objetos pequeños, e
inusual e interesante si se usa con elementos grandes, esta puede ser digital o analógica dependiendo de
la cámara fotográfica que se utilice. Y se suele aplicar para todo lo relacionado con fotogrametría,
cartografía y fotointerpretación.
La fotografía oblicua es cuando la fotografía se realiza desde un lugar más bajo que el motivo tomado,
quedando este más alto que la cámara.
Debido a la perspectiva que se genera, el objeto se aprecia engrandecido visualmente, puede en algunos
casos connotar enaltecimiento
¿Cuál es la clasificación de las cámaras fotogramétricas?
Las cámaras en fotogrametría terrestre se dividen en:
- Cámaras independientes
- Cámaras estereométricas
También se pueden dividir en:
- Cámaras métricas: permiten reconstruir la geometría al momento de la toma fotográfica
- Cámaras no métricas: geometría inestable donde los parámetros se desconocen
- Cámaras semisimetricas: cámaras no métricas transformadas a métricas
¿Qué tipos de estereoscopios existen? ¿Y cuáles se usan actualmente?
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Los estereoscopios están fundado en el principio de Brewster, pero para facilitar su estudio, los
clasificaremos en:
• Estereoscopios de refracción.
• Estereoscopios de reflexión.
• Estereoscopios mixtos.
Estereoscopios de refracción
Constan de dos lentes convergentes de igual distancia focal, con una separación entre unos 65 mm.,
aunque existen modelos que permiten separar éstas dentro de un rango entre 55 – 75 mm. Los lentes se
encuentran dispuestos en forma de gafas, con patas abatibles, que permiten colocar encima de una mesa
en posición fija.
La observación se realiza con líneas de visión paralelas, en cuyo caso la distancia real de visión, es
igual a la distancia focal de las lentes, teniendo la impresión el observador, de que las imágenes de
puntos conjugados proceden del infinito, por lo cual, el efecto de acomodación y convergencia es nulo.
Estereoscopios de reflexión
También conocidos como de espejos, por la introducción de este elemento, con el fin de ampliar la
distancia interpupilar.
Estereoscopios mixtos
Suelen ser los más utilizados en fotointerpretación. Consiste en un estereoscopio de reflexión, al cual se
acopla unos binoculares, con distintos juegos de aumentos.
Actualmente se utilizan los tres distintos tipos ya que pueden servir para distintas tareas y funciones es
decir que se complementan entre si
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la fotogrametría?
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La fotogrametría es una disciplina basada en la reconstrucción 3D de la realidad a partir de imágenes
bidimensionales; es por ello que sus ventajas y desventajas están estrechamente ligadas a las formas de
registro (generalmente fotografías aéreas), y a los métodos y equipos de restitución.
Ventajas
• Reducción de costos: Está relacionado con el tamaño del área a restituir. A partir de las 200 ha. De
superficie, el método fotogramétrico se torna competitivo frente al método topográfico, aumentando
esta competitividad a medida que el área se hace más extensa.
• Reducción del trabajo de campo: El trabajo de campo es un componente oneroso de todo trabajo
topográfico, cuyo costo aumenta con la accesibilidad y las condiciones de clima adverso. La reducida
cantidad de puntos e control necesarios en la fotogrametría, reduce la estadía en el campo.
• Velocidad de compilación: El tiempo requerido para realizar un mapa fotogramétrico es mínimo
comparado con el que requiere el levantamiento topográfico y su posterior trabajo de gabinete.
Dado el poco tiempo necesario para el levantamiento fotogramétrico con el que se obtiene una
reproducción fiel del terreno, en un periodo determinado, nos facilita datos muy valiosos en los casos
de cambios súbitos, como por ejemplo: durante o después de catástrofes naturales.
• Flexibilidad: El método fotogramétrico puede ser realizado en un variado rango de escalas,
dependiendo de la escala de las fotografías y del tipo de aparato compilador utilizado, dependiendo
también de la disponibilidad de recursos económicos técnicos. Por ello, suministrar mapas o sustitutos
con diferentes tiempos de producción, costos y precisión.
• Registro multitemporal: Es muy útil para verificar mapas fotogramétricos. Las fotos aéreas proveen
un registro preciso del las características del terreno en la fecha en que fueron tomadas, lo cual permite
realizar comparaciones entre fotos de otras fechas para evaluar cambios en el terreno. Las fotos aéreas
también pueden ser empleadas para otros usos diferentes al del proyecto original, ya que además de
información métrica, las fotografías aéreas proporcionan información de carácter cuantitativo y
cualitativo.
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• Puede aplicar en regiones donde no pueden utilizarse los métodos clásicos, como, por ejemplo: en
regiones intransitables, tales como: ciénagas, desiertos, selvas vírgenes, territorios azotados por alguna
epidemia u ocupados por fuerzas enemigas, etc., debido a la característica intrínseca de la
fotogrametría, de que los objetos pueden ser medidos sin necesidad de estar cerca de ellos.
• La aerofotogrametria aporta además una serie de ventajas, tales como, la fotografía en si, la cual es un
documento que permite efectuar cualquier control en un momento dado. También se pueden obtener de
ella datos jurídicos, geológicos, históricos y geogénicos de suma importancia.
Desventajas
• Visión de la superficie del terreno cuando existe densa cobertura vegetal. En este caso es imposible
ubicar la marca flotante sobre el terreno, por lo que se debe presumir una altura promedio de la
vegetación con respecto al suelo. Sin embargo, como la cubierta vegetal tiende a suavizar los
accidentes topográficos del terreno, siempre existirán errores en la ubicación de las curvas de nivel,
aunque se pueda verificar la cota en los claros que existan en la vegetación.
• Ubicación de curvas de nivel sobre superficies planas. El determinar la trayectoria de una curva de
nivel en un terreno plano tiene un alto grado de dificultad, debido a la imprecisión en la colocación de
la marca flotante. En consecuencia, se colocan puntos acotados en la restitución o se complementa con
trabajo de campo.
• El lugar debe ser inspeccionado para determinar aquellos elementos que no son visibles en forma
satisfactoria, o que no cuya naturaleza exacta no puede ser determinada en el estereomodelo.
• Siempre es necesario realizar un control de campo.
• La aplicación de la fotogrametría requiere una inversión considerable de equipo y de personal
especializado, por lo que su costo es elevado.
• Para realizar nuevos levantamientos se requiere la obtención de nuevas fotografías.
¿Qué es la disparidad retinal?
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Se conoce como disparidad binocular o retinal a la ligera diferencia entre los dos puntos de vista
proporcionados por ambos ojos. La disparidad binocular es la forma de percibir profundidad y relieve
más utilizado por el cerebro humano, y es la que permite ser más manipulada, convirtiéndose en la base
para la creación de imágenes 3D en superficies llanas. El cerebro coge estos dos puntos de vista
distintos y los integra, creando así un objeto en tres dimensiones.
Hay muchas formas de crear ilusión óptica de profundidad utilizando la disparidad binocular:
hologramas, estereoscopios y estereogramas, todos ellos separan imágenes para ser captadas por un
sólo ojo.
Podemos hablar de dos tipos de disparidad binocular: la cruzada y la no cruzada, cada una de ellas
depende de la distancia en que se encuentre el objeto y el punto de fijación en la retina.
La disparidad binocular cruzada se caracteriza porque el objeto que ve el ojo está más cerca que el
punto de fijación y la disparidad binocular no cruzada se caracteriza porque el objeto que ve el ojo se
encuentra más lejos que el punto de fijación
¿Qué es parallax?
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Parallax se refiere al paralaje en inglés, y es el desplazamiento aparente de una referencia, causada por
el desplazamiento del observador.
Investigación
Diferencia entre cámara digital y cámara analógica
Las cámaras analógicas y digitales son muy diferentes entre si, pero tienen cuatro componentes básicos
que las caracterizan y son la óptica, el sensor, el procesador y el soporte de salida. Las diferencias
fundamentales están en el sensor y el procesador
Analogía entre ojos y cámara
Básicamente, la cámara fotográfica consiste en una caja hermética a la luz en uno de cuyos lados tiene
una lente que proyecta la imagen enfocada, y por lo tanto nítida, sobre el plano opuesto. Por medio del
mecanismo de exposición –diafragma y obturador–, en una fracción de segundo la imagen queda
registrada en la película o en un sensor CCD en el caso de las cámaras digitales. Como dispositivo, la
cámara fotográfica produce un corte espacial y temporal de la realidad. Luego, por medio de una serie
de manipulaciones, la imagen adquiere cierto grado de permanencia.
El ojo consiste en una esfera a modo de rótula —con cierto grado de movimientos combinados
horizontales y verticales—, provistos de un sistema óptico integrado por la córnea y el cristalino.
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La imagen, enfocada por el cristalino, es proyectada en la retina donde apenas “una mota diminuta —
denominada fóvea—, con un diámetro aproximado de un tercio de milímetro y situada en su
centro...” posee “células especiales sensibles a la luz, los conos, dotadas de fibras separadas que
llegan al cerebro”. Alrededor de la fóvea existen otros conos y bastones, de mayor sensibilidad pero
con menor capacidad para captar detalles, que se conectan al cerebro por grupos. Con un nivel elevado
de luminosidad, el punto máximo de curva de respuesta de los conos se ubica en el amarillo-verde, con
longitud de onda de 555 mn. Esa es la visión “fotópica”. De noche, es decir con la “visión escotópica”,
son los bastones quienes cargan con el peso de captar la luminosidad, desplazándose la mayor
sensibilidad a la longitud de onda de 515 mn (verde).
Ahí surgen las primeras diferencias con la cámara: mientras el objetivo proyecta una imagen en un
plano determinada por el formato de la película, el ojo apenas capta un punto nítido alrededor del cual
la discriminación de detalles es muy pobre. Para comprobarlo, basta fijar la mirada en un punto de esta
página y apreciar que únicamente una o dos palabras pueden ser identificadas con cierta nitidez. Para
leer, el ojo tiene que hacer un “barrido” o, para expresarlo en términos más actuales, un “escaneo”.
1.8. BIBLIOGRAFIA
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“Apuntes de Fotogrametría” Rodrigo Orellana Ramírez
“Fundamentos de fotogrametría” Plinio Temba
“Introducción a la fotogrametría” (proporcionado por los Auxiliares)
“Introducción a la fotogrametría” Jose Sanchez Sobrino
“Pep Art” Heinz Kraxenberger
Webgrafia
http://www.mappinginteractivo.com
http://www.digitalfotored.com
http://webdelprofesor.ula
http://www.slideshare.net
http://es.wikipedia.org
http://www.sciencedirect.com
1.9. ANEXOS
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