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Capturas 3D com a app Display.land.

Poder capturar o real, na palma da mão. É o que a aplicação móvel Display.land permite fazer. Usando telemóveis comuns, os seus utilizadores conseguem digitalizar espaços reais em 3D. A complexidade das técnicas de fotogrametria estão condensadas numa app gratuita, fácil de utilizar, e cheia de potencial. Pode ser usada para recolher detalhes do real, preservar o património, ou até mesmo fazer recordações de viagem diferentes. Em vez de fotos que documentam os espaços que visitamos, podemos capturar as nossas memórias, em 3D.

Do Fascínio Pela Realidade do Virtual 

Capturas 3D com a app Display.land.

No conto Tlon, Uqbar e Orbis Tertius do escritor argentino Jorge Luís Borges, um escritor mergulha num mundo paralelo. A busca por uma referência literária irá levá-lo a um livro, único vestígio de uma enciclopédia dedicada ao país imaginário de Tlon. Uma obra criada por um grupo de filósofos herméticos que decidiu conjurar uma terra imaginário. Fizeram-no descrevendo de forma tão pormenorizada os seus territórios, costumes, arquitetura, cidades e objetos que traços deste falso território começam a aparecer no nosso mundo real. A descrição literária deste país que nunca existiu é tão poderosa que acaba por se sobrepor à realidade. Um mapa que descreve um território de forma tão pormenorizada, que acaba por se tornar no próprio território.

Sentimos uma sensação similar quando mergulhamos num ambiente virtual, especialmente se bem concebido. Quer seja num jogo, ambiente de realidade virtual ou mundo virtual 3D. De No Man’s Sky a Second Life, são muitos os exemplos de espaços imersivos que despertam a nossa imaginação, cujos níveis de realismo nos fazem sentir como se de facto estivéssemos noutro mundo. O impulso é antigo. A criação de realidades virtuais tangíveis, mediadas pela tecnologia, encontra na computação gráfica a expressão mais recente de uma vontade de dar corpo ao irreal que em tempos passados, justificava a criação de enormes dioramas, espaços arqutetónicos onde os visitantes iam para se sentirem, literalmente, noutro lado.

Será que seríamos capazes de criar uma réplica virtual do nosso mundo, registando e reconstruindo os espaços reais com pixels e vértices? A app Display.land, misto de fotogrametria e rede social, está a permitir aos seus utilizadores fazer exatamente isso: registar o real, arquivando-o digitalmente em 3D. E para o fazer, não são necessários dispositivos complexos. Basta um telemóvel.

Display.land: Do Real Para o Virtual 

No final de 2019, a empresa Ubiquity6 lançou uma aplicação para dispositivos móveis android e iOS que, num ecossistema de lojas hipersaturadas de apps, não passou despercebido. Esta startup americana, apoiada, entre outros financiadores, pela Disney, dedica-se ao desenvolvimento de espaços partilhados de realidade aumentada. No entanto, o produto que lançou para o mercado tem pouco a ver com esta tecnologia. Segue, até, o caminho inverso. Em vez de trazer o virtual para o real, a aplicação desenvolvida pela empresa faz o oposto – permite levar o real para o virtual.

Tudo se centra numa aplicação chamada Display.land. Disponível para Android e iOS, corre em smartphones de gama média e alta. Permite fazer era algo que, até agora, parecia possível apenas com equipamentos dedicados, fortes conhecimentos técnicos. É certamente que não usando as capacidades de dispositivos móveis, que apesar do seu tremendo desenvolvimento desta, são inferiores às dos computadores desktop ou portáteis. 

Captar O Real Com O Telemóvel 

Capturar a realidade em 3D.

Trabalhar com a Display.land é de uma enorme simplicidade. Basta apontar a lente do telemóvel e começar a filmar, usando a aplicação. A app faz o resto. Avisa-nos quando já tem dados suficientes para processar informação. Comprime o vídeo resultante e outros dados de localização que requer para criar o modelo 3D. Estes não são processados no dispositivo, tendo de ser enviados para os servidores da Ubiquity6, onde ficam disponíveis. Após edição, são partilhados numa rede social própria, acessível por todos os utilizadores . 

Esta aplicação é gratuita. Podemos capturar em 3D e descarregar os modelos resultantes sem custos. A empresa planeia rentabilizar através da disponibilização de resultados de alta qualidade a empresas ou a quem necessite de capturas de alta resolução.

Fotogrametria Simplificada

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Vidraceira artística, capturada por Rego.

Apesar de simples de utilizar, convém prestar atenção ao guia Display.land para fazer uma boa captura 3D do real. Os resultados nem sempre correspondem ao esperado, apesar do algoritmo ser poderoso. A melhor forma de fazer uma captura 3D é fazer um percurso circular à volta do objeto ou espaço a digitalizar, repetindo o percurso algumas vezes com diferentes pontos de vista, e distâncias de aproximação. 

Quanto mais informação visual for dada ao algoritmo, mais o resultado se vai assemelhar com o original. Mas não há receitas, e as capturas têm sempre algo que surpreende. Também não são totalmente fiéis ao que digitalizam. O que se compreende. As técnicas de fotogrametria geralmente requerem recolhas de imagem muito cuidadas, que forneçam aos algoritmos pontos de sobreposição suficientes para que estes extrapolem informação tridimensional. 

A fotogrametria não é uma técnica de captura 3D fácil, mas a Display.land faz parecê-la quase trivial. Em parte, os seus bons resultados explicam-se graças a uma excelente capacidade de stitching – o gerar de mapas de texturas para 3D a partir de imagens tiradas de múltiplos pontos de vista. As capturas criadas podem ser descarregadas pelos seus criadores, em vários formatos comuns. GLTF, PLY ou o ubíquo OBJ são os formatos de ficheiro 3D ao dispor para aqueles que quiserem usar as capturas do real como elemento para desenvolvimento de jogos, ambientes 3D, modelação ou CGI. 

À primeira vista, as capturas feitas parecem quase perfeitas. Mas quando descarregamos os modelos 3D e os analisamos com software de análise de malha poligonal, é que percebemos que a tecnologia da aplicação ainda não permite uma captura totalmente fiel do real. Pelo menos, na sua versão gratuita.

Instagram Para Fotogrametria 

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Capturar, editar, partilhar, usando o telemóvel num formato de rede social.

Com um telemóvel e acesso à Internet, conseguimos capturar o real. É isso que a app Display.land faz muito bem. É possível registar em 3D os objetos e os espaços que nos rodeiam. Partilhando-os, com geolocalização, começamos a perceber que se está a construir um mapa virtual do nosso mundo, repleto de elementos tridimensionais.

Os utilizadores da rede podem explorar as capturas da comunidade, mergulhando em 3D nos objetos, ruas, monumentos ou pequenos recantos que atraíram a atenção dos criadores das capturas. Talvez a descrição que melhor assente a esta app seja o ser como um Instagram para fotogrametria. A qualidade das capturas ainda não chega ao nível das aplicações profissionais, mas recordem-se dos primeiros tempos da fotografia digital. Apesar de não competir com a tradicional em qualidade de imagem, depressa foi adaptada pela sua conveniência, e evoluiu até chegarmos às fotos digitais de alta resolução que se tornaram banais, hoje.

Da Imagem Ao 3D

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Coliseu de Roma, capturado por Vale.

Das diversas técnicas de captura e digitalização 3D, a fotogrametria é das mais interessantes, por permitir capturar não só a volumetria como a textura visual dos objetos. É, também, a mais antiga. Os métodos que permitem extrapolar informação espacial a partir de fotografias foram primeiramente descritos pelo arquiteto alemão Albrecht Meydenbauer. Grosso modo, a fotogrametria usa métodos matemáticos para extrapolar medidas e dimensões a partir de imagens fixas. Uma tecnologia que ganhou importância com as necessidades do reconhecimento aéreo militar. A capacidade de processamento trazida pela computação abriu mais uma dimensão a esta técnica. Se se extrapolar informação espacial de imagens com elementos sobrepostos, os algoritmos concatenam estas informações num modelo 3D.

Os usos da fotogrametria são muitos. A captura do real vai do levantamento de terrenos à preservação digital do património, passando pela medicina – análise em 3D de partes do corpo dos pacientes, a usos mais divertidos, como digitalizações do rosto ou corpo para impressão de bonecos em 3D. Também levanta questões de propriedade intelectual, facilitando a cópia de objetos ou engenharia reversa. Destes, usar o digital para preservar património cultural e arquitetónico tem sido um dos mais impressionantes usos desta técnica. Não só os arqueólogos e historiadores dispõem de formas não invasivas de estudar artefactos, como a partilha destas capturas em comunidades como o Sketchfab permitem a qualquer pessoa, através da internet, ficar a conhecê-los. Em Portugal, temos um projeto de excelência nesta área: o Morbase, que se dedica à digitalização do património arquitetónico e cultural de Montemor o Novo. 

Display.land: Simplificar o Difícil 

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Capela Scrovegni, captada por Vale.

Apesar de complexa, a fotogrametria é uma técnica de captura 3D relativamente mais barata e acessível do que o uso de scanners laser. Pode-se recorrer à captura de imagens por drone, ou usar máquinas fotográficas de forma discreta. No entanto, requer alguns cuidados e equipamentos poderosos. O método de recolha de imagens tem de ser cuidado, a calibração das máquinas fotográficas tem de ser conhecida, e os softwares que transformam a imagem em modelos 3D são complicados para utilizadores não profissionais, e requerem uma grande capacidade computacional para gerar modelos 3D. Os resultados têm sempre de ser processados em programas de análise ou de de modelação 3D, para melhorar texturas, malhas poligonais e detalhes do modelo. 

Em dispositivos móveis, tem havido algumas aplicações que exploram a fotografia móvel para captura do real. Algumas, como a Qlone, requerem marcadores. Outras, como a Scann3D, permitem digitalizações a partir de fotos tiradas pela aplicação. Mas apresentam restrições de uso ou resultados de fraca qualidade. Há alguns anos atrás, a Autodesk foi precursora nestas tecnologias com a 123D Catch, uma aplicação que permitia fazer digitalização 3D a partir do telemóvel, cuja tecnologia foi posteriormente incorporada no ReCap. Para quem conhece as dificuldades da fotogrametria, as capturas geradas pela app Display.land parecem quase milagrosas, embora não seja tão boas como as captadas por equipamentos avançados. Especialmente tendo em conta que a app é capaz de gerar modelos a partir de vídeo capturado por lentes genéricas de telemóvel, sem calibração específica.

Display.land na Sala de Aula? 

 

E, se se for professor, para que e que esta app nos serve? Imagine-se uma visita de estudo em que um grupo de alunos tem de registar em 3D detalhes dos espaços que visitaram. Ou atividades artísticas de retrato tridimensional. Captura 3D de plantas (animais é mais difícil, pelo seu movimento) para análise em aulas de ciências. Projetos artísticos de retrato do real em 3D. Digitalização do património local em parceria com entidades ou bibliotecas . Uso de elementos do real em projetos de 3D, para animação, imagem, realidade virtual ou jogos. Apesar do processo não ser linear, requerendo algum trabalho, é possível usar as capturas da Display.land para impressão 3D. O limite está na imaginação dos alunos e professores.

Tornando acessível uma tecnologia complexa, esta aplicação cumpre bem o principal requisito para ser uma ferramenta digital com potencial pedagógico. É low floor, high ceiling. Este conceito, introduzido por Seymour Papert nos seus influentes trabalhos sobre computação e educação que nos legaram a linguagem de programação para crianças Scratch, descreve ambientes digitais de utilização simples, mas que permitem aos seus utilizadores levar muito longe o seu uso. Ou seja, são fáceis de aprender, e quase não têm limite ao que permitem criar. Uma descrição que assenta como uma luva à Display.land. 

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