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Asociación Cultural Arturo Cerdá y Rico - Pág. 209 MODELADO 3D DE LA IGLESIA DE NUESTRA SEÑORA DE LA EXPECTACIÓN DE CABRA DEL SANTO CRISTO. Víctor Morillas Montávez RESUMEN Haciendo uso de un elemento tan integrado en nuestras vidas como es la imagen digital, se elaboró el primer modelado tridimensional de la parroquia de Cabra de Santo Cristo. Este proceso requirió tener en cuenta factores como la distorsión del objetivo de la cámara o el ángulo de inciden- cia de la luz del Sol sobre las diferentes fachadas. INTRODUCCIÓN Dada la ausencia de representacio- nes virtuales de elementos arqui- tectónicos singulares de Cabra del Santo Cristo, se decide iniciar la creación del primer modelo 3D del exterior de la iglesia de Nuestra Señora de la Expectación. Al tratarse de un trabajo realizado durante el transcurso de mi carrera univer- sitaria, éste no cuenta con ningún tipo de presupuesto y su finalidad no es lucrativa. Por este motivo, es necesario hallar una me- todología de trabajo que permita reducir los costes al máximo. Teniendo en cuenta esta premisa, queda descartado el alquiler de instrumentación topográfica y el uso de software de pago. En lo que respecta al software, la so- lución se alcanza encontrado un programa gratuito que permita trabajar con objetos tridimensionales. En este trabajo se opta por trabajar con la versión gratuita de Sket- chUp, un programa que hasta 2012 perte- necía a Google y era el utilizado para incluir modelos 3D de edificios a Google Maps has- ta que llegó la tecnología LÍDAR1. En cuanto al método de medición se decide utilizar la fotografía pues sin lugar a dudas, ofrece la manera más rápida y eco- nómica de adquirir la observación de millo- nes de puntos en un instante. METODOLOGÍA El buen desarrollo de un proyecto, in- dependientemente de la magnitud de este, solo se consigue realizando una fase previa de estudio. Por ello a fin de conseguir el mejor resultado posible y de averiguar po- sibles dificultades, se analiza las dimensio- nes del edificio, nivel de detalle que ofrece la resolución de la cámara en función de la distancia o la incidencia de la luz solar so- bre las distintas fachadas. Como la base del modelado son foto- grafías, una de las primeras cuestiones que se tuvieron que abordar en el estudio pre- vio fue establecer su número. A priori podía pensarse que debido a las dimensiones de la edificación sería necesario emplear bastan- tes fotografías para que se pudieran percibir bien los detalles, pero había que tener pre- sente factores como los siguientes: 1 LIDAR (Light Detection and Ranging) es un sistema de medición que permite obtener millones de puntos de la superficie terrestre a partir de un escáner láser aerotransportado. Pág. 210 - Contraluz • Deformación producida por el obje- tivo de la cámara. • Posibilidad de trabajar con varios modelos que facilitasen el trabajo. • Comportamiento del software de diseño a medida que el número de fotografías se incrementaba. Sin lugar a dudas, de los tres factores citados el que más influyó sobre la decisión final fue el primero. Hay que decir que las cámaras compactas tienen una distorsión radial muy pronunciada (ver Figura 1), este tipo de distorsión aumenta a medida que el punto está más lejano al centro óptico de la imagen, por lo que es en los bordes de la imagen donde se detecta con mayor fa- cilidad. imagen se modelaría la fachada sur, otra para la fachada oeste y finalmente otra para el campanario (ver Figura 2). Esta opción fue rápidamente desechada pues el programa de diseño presentaba pro- blemas al unir en un mismo modelo las tres regiones. Esto era provocado por la ausencia 2 Distorsión en la posición de la imagen por las líneas radiales del punto principal o dicho de otra forma, des- plazamiento que sufre un punto de la imagen respecto a su posición ideal. La distorsión radial es simétrica alrededor del centro. 3 Es un tipo de cámara de gran calidad geométrica, de manera que los errores producidos por las lentes del objetivo son mínimos. Se emplean sobre todo en fotogrametría. Figura 1. Distorsión radial simétrica. Figura 2. División en regiones. Una de las posibles maneras de mini- mizar el efecto de la distorsión radial2 po- dría haber sido emplear varias fotografías centradas en diferentes zonas del edificio, de manera que sólo se trabajase sobre la zona central de la imagen. Este fue el pri- mer planteamiento que se hizo, se decidió dividir la iglesia en tres regiones, con una de un punto común a las tres imágenes. En la Figura 2 puede verse que tal punto no exis- tía, no había ninguna región común a las tres zonas. Puesto que el hecho de emplear una cámara compacta presentaba grandes des- ventajas, finalmente se decidió emplear otra de mayor calidad, una cámara réflex que aún Asociación Cultural Arturo Cerdá y Rico - Pág. 211 sin ser una cámara métrica bastaba para sa- tisfacer las necesidades que el trabajo exigía. Llegado este punto, el lector puede haberse planteado la opción de haber co- rregido la distorsión con un programa de edición digital de imágenes. Hay que acla- rar que este hecho sólo mejoraría el aspecto visual de la imagen pero no lo haría desde un enfoque geométrico, en tal caso el objeto fotografiado se estaría deformando. Esto fue comprobado tras importar las imágenes co- rregidas al programa de diseño. Resuelto el problema de la cámara, se decidió trazar la estructura principal de la iglesia a partir de dos vistas generales en las que no se apreciarían los detalles pero sí los rasgos más significativos del monumento (ver Figura 3). diente, sino que hubo que apoyarse en las tomas generales para obtener sus dimensio- nes aproximadas, mientras que para los ele- mentos decorativos se emplearon imágenes auxiliares que no se importarían al software de dibujo. MODELADO Una vez se importaron las imágenes en el programa y tras realizar las operacio- nes oportunas se comenzó a trazar las pri- meras líneas, primero se hizo la estructura general (Figura 5) y posteriormente aque- llos elementos que requerían de más tiempo (puerta de poniente, puerta del Sol y cam- panario). Figura 3. Imágenes empleadas para la estructura principal. Figura 4 - Imágenes utilizadas para las entradas. Las dos entradas al templo se querían representar de la manera más fiel posible, por ello se crearon dos modelos individua- les que posteriormente serían agregados al modelo principal. Para tal fin se tomaron dos fotografías más en las que se pudieran apreciar bien todos los elementos caracte- rísticos de cada uno de los objetos (ver Fi- gura 4). Respecto al campanario hay que decir que aun siendo una parte fundamental de la iglesia no se modeló en un fichero indepen- Figura 5. Estructura principal. Pág. 212 - Contraluz En la Figura 5 puede verse el modelo obtenido a partir de la imagen 1 y de la ima- gen 2 (ver Figura 3). Es visible la ausencia del campanario y de las entradas del tem- plo, que como se ha mencionado antes, fue- ron modelados de manera independiente, los resultados se muestran a continuación. Las campanas también se modelaron por separado y una vez acabado el campa- nario se incorporaron. Además se decidió re- crear parte del entorno urbano para que más tarde diera una mayor sensación de realismo. En la puerta principal se quiso in- sertar el texto que hay bajo su frontón por diversas razones, una de ellas es el hecho de que a día de hoy es prácticamente impo- sible llegar a leerlo por completo, con esto pretendía dar a conocer la existencia de esta inscripción así como también el contenido de la misma. El texto ha sido extraído del libro «Cabra del Santo Cristo. Su Arte e Histo- ria» de Lázaro Gila Medina. Figura 5. Estructura principal. Figura 6. Modelado del campanario y entradas al templo Figura 7. Inscripción bajo el frontón. Asociación Cultural Arturo Cerdá y Rico - Pág. 213 ASIGNACIÓN DE TEXTURAS Una vez se acabaron de trazar todoslos elementos, el siguiente paso fue incor- porar texturas4. Para poder asignarlas se necesitaron nuevas fotografías con unos requerimientos específicos; había que pro- curar que todas las imágenes tuvieran una iluminación semejante para conseguir un conjunto homogéneo. No se podían mez- clar fotografías bien iluminadas por el Sol con otras que apenas tuvieran luminosi- 4 Una textura es una imagen utilizada para cubrir la superficie de un objeto virtual, ya sea tridimensional o bidimensional, con un programa de gráficos especial. 5 El render es el proceso de producir imágenes desde una vista de modelos tridimensionales, en una escena 3D. En palabras sencillas, es «tomar una foto» de la escena. dad, esto daría una sensación de discon- tinuidad. Otro factor a tener en cuenta fue la cantidad de sombras proyectadas, éstas de- bían de ser mínimas, de lo contrario habría que invertir más tiempo en la edición digital de las imágenes. Después del proceso de asignación de texturas, se aplicó un renderizado5, esto ha- ría que el modelo se asemejara aún más al objeto real. Figura 8. Evolución. Imagen – 3D – Texturizado – Renderizado. CONCLUSIONES Este modelado se ha hecho con unos medios que a día de hoy están al alcance de todos, una cámara digital y un ordena- dor. Los programas empleados son total- Pág. 214 - Contraluz mente gratuitos (SketchUp 8 para el mode- lado, GIMP 2 en la edición de imágenes y Maxwell Render para el renderizado), no ha sido necesario tener instalados programas cuya licencia oscila entre uno o varios miles de euros. Todos los problemas que se han ido presentando han sido solventados de la ma- nera más eficaz posible, siempre atendien- do a los medios disponibles, limitaciones de espacio y de tiempo. A la vista de los resul- tados puede decirse que se ha cumplido el objetivo que me había planteado al iniciar este trabajo, crear un modelo tridimensio- nal que recordara fielmente a la parroquia de Nuestra Señora de la Expectación. En gran parte esto se debe a la incorporación de texturas, estas han ayudado a representar aquellos elementos que por su complejidad no podían ser trazados en el modelo, ejem- plo de esto son los escudos heráldicos. Hay que aclarar que este trabajo no ha pretendido en ningún momento crear una representación precisa o aproximada en lo que a dimensiones respecta, principalmen- te porque las técnicas empleadas no son las apropiadas, pero lo que sí se ha podido con- seguir es un buen nivel de semejanza a ni- vel de detalles. Esto me ha llevado a invertir mucho tiempo en aquellas zonas más com- plicadas, tiempo que nada ha pesado pues el hecho de haber trabajado con uno de los monumentos más simbólicos de mi pueblo, hizo que lo que empezó como un trabajo se convirtiera en un hobby. Finalmente hay que citar la existencia de un video montaje en el que de mane- ra resumida se puede ver cómo se ha ido creando el modelo. Dicho vídeo está dispo- nible en la página web de YouTube, pueden acceder a él haciendo clic aquí o bien escri- biendo en el buscador «modelado 3D cabra».