Por que usar a fotogrametria?

A fotogrametria permite criar fundos e primeiros planos realistas e interativos. Seja usando fotos, medições físicas meticulosas ou equipamentos especializados para coletar os dados brutos, eles são processados ​​por um software de computador ou até mesmo um aplicativo no celular para criar seu mapa/ambiente 3D, também conhecido como cenário virtual. Isso permite criar um ambiente realista, no qual a câmera pode se mover e capturar perspectivas realistas, ao contrário de um fundo plano pintado, que não oferece perspectiva realista conforme a câmera se move, muitas vezes obrigando o usuário a mantê-la estática.

Perspectiva histórica

Às vezes, não é possível ou o custo é proibitivo viajar até um local para filmar ou construir cenários inteiros, como os “canais” de Marte, uma Nova York pós-apocalíptica, uma Las Vegas abandonada e coberta de areia ou metade da Estátua da Liberdade na orla marítima. É aí que entram as cenas compostas.

Desde os primórdios do cinema, tanto cenários pintados quanto pinturas em matte (painéis de vidro com algumas seções pintadas e algumas áreas transparentes pelas quais a câmera podia filmar para misturar realisticamente a ação ao vivo com um fundo falso) eram usados ​​para criar esses locais fantásticos. 

O problema com cenários pintados e pinturas em tela é que a câmera fica fixa, e criar movimentos de câmera destruiria a ilusão. É aí que entram os cenários virtuais, pois permitem que os atores interajam com o ambiente virtual, liberando a câmera de uma posição fixa. 

Detecção e alcance por luz (LiDAR)

Como o LiDAR pode ser usado para auxiliar na pré-visualização, produção e pós-produção? Os scanners LiDAR emitem lasers em direção aos objetos, cronometrando o tempo que o feixe de laser leva para retornar, permitindo que o scanner faça medições de distância extremamente precisas. Esse processo é extremamente rápido, com alguns sistemas realizando até um milhão de medições por segundo, possibilitando a digitalização de áreas em uma velocidade incrível, sem comprometer a precisão das medições. Essencialmente, você utiliza sistemas de câmeras especializados ou um aplicativo de smartphone para criar um mapa 3D de um ambiente. Isso permite que seu software crie um modelo 3D extremamente preciso para trabalhar.

Seu software de pré-visualização pode então usar essas informações para criar um “gêmeo digital” do ambiente, permitindo que você planeje suas tomadas e teste movimentos de câmera antes do início da produção, economizando um tempo valioso no set. Da mesma forma, você pode escanear objetos, criando gêmeos digitais para inseri-los em seu ambiente digital, permitindo visualizar como suas tomadas ficarão antes de serem filmadas. Além disso, as informações do ambiente virtual são extremamente valiosas no planejamento e na criação de composições 3D.

A capacidade de enviar uma pequena equipe a um local distante para realizar uma digitalização precisa, permitindo sua recriação digital em um estúdio, pode representar uma enorme economia de custos, sem comprometer a qualidade da imagem. Isso também permite construir apenas partes do ambiente 3D para interação dos atores, economizando tempo e materiais, já que as informações do lidar podem ser usadas para estender as seções fisicamente construídas do cenário. Isso resulta em uma integração perfeita e harmoniosa entre as filmagens reais e os modelos digitais, que antes eram criados a partir de medidas e fotografias que não ofereciam uma correspondência exata.

Gaussian Splat

E como é que o lidar consegue fazer tudo isso? Através do Gaussian Splatting, que utiliza todas as informações do lidar e cria um campo de radiância em tempo real, em vez de reconstituir as informações como uma imagem. A vantagem de criar campos de radiância a partir de imagens 2D ou informações do lidar é que os arquivos Gaussian Splat são significativamente menores do que as imagens tradicionais, ao mesmo tempo que proporcionam melhor qualidade de imagem final e representações espaciais mais precisas. Os campos Gaussian Splat também podem ser usados ​​para criar imagens do ambiente vistas de diferentes ângulos, sem a necessidade de capturar todas as informações de diferentes pontos de vista. Basta mover a câmera e a visão do ambiente muda, proporcionando uma perspectiva realista do ambiente. PortalCam da XGrids .

Filmando com precisão

Em produções com efeitos especiais, é comum filmar o que se conhece como “plano de fundo”. Assim, após a atuação dos atores, remove-se o cenário, incluindo os atores e quaisquer equipamentos necessários para a realização dos efeitos físicos, e filma-se uma tomada limpa do cenário vazio. Isso proporciona um fundo limpo que pode ser usado para preencher quaisquer áreas do enquadramento original que precisem ser substituídas para remover equipamentos, fios ou outros elementos visuais. Isso também facilita, embora não necessariamente facilite, a adição de efeitos de fumaça posteriormente. O uso de um tripé com encoders permite rastrear os movimentos da câmera, possibilitando a repetição desse rastreamento para a tomada limpa, o que simplifica bastante o trabalho na pós-produção.

A digitalização do cenário após as filmagens, mas antes de sua desmontagem, tornou-se popular para o caso de a produção precisar refilmar parte de uma cena após a desmontagem do cenário. Não há necessidade de se preocupar em reconstruir o cenário e iluminá-lo para que fique igual ao original; basta abrir o arquivo virtual e tudo estará pronto. Algumas produções até mesmo digitalizam o cenário entre as tomadas, para capturar quaisquer pequenas alterações no cenário/ambiente.

A digitalização tornou-se tão rápida que pode ter pouco impacto negativo na sua programação diária, além de economizar bastante em custos quando chegar a hora das inevitáveis ​​refilmagens.

Manter todas essas informações disponíveis e acessíveis é importante por inúmeras razões. Uma delas é que você pode codificar informações da câmera, da lente e do tripé, de modo que, ao seguir seus objetos enquanto se movem dentro do cenário virtual, as informações da câmera codificadas permitam que o ambiente virtual se mova, proporcionando uma câmera fluida e não estática, além de um realismo adequado do seu plano de fundo.

Utilizando fotogrametria, LiDAR e espalhamento gaussiano

Eis o que é realmente interessante nessas ferramentas: você nem precisa pensar nelas para usá-las. A fotogrametria e o splatting gaussiano são o que tornam possível o ritmo acelerado da produção virtual atual, e o lidar é uma das ferramentas para coletar informações. A grande vantagem é que você não precisa coletar, interpretar e renderizar seu ambiente virtual usando um ábaco e um pantógrafo. Existem muitos sistemas especializados disponíveis, como o PortalCam da XGrids, uma ferramenta avançada de câmera com várias câmeras integradas para capturar seu ambiente rapidamente sem sacrificar detalhes. E, como mencionado anteriormente, existem até aplicativos para smartphone para que você possa começar facilmente a criar storyboards precisos (pré-visualização), composições perfeitas e efeitos que parecem acontecer dentro do ambiente, e não apenas sobre ele.

Este é um momento empolgante, com ferramentas que antes exigiam muito trabalho e se limitavam quase que exclusivamente ao campo dos efeitos especiais, agora sendo encontradas com mais frequência em todos os tipos de produções. Espero que você tenha gostado desta introdução e que ela o incentive a acompanhar os novos avanços enquanto começa a criar suas próprias produções virtuais.