La fotogrametría en la pintura contemporánea Traductor traducir

La fotogrametría es un método para crear modelos tridimensionales de objetos a partir de una serie de fotografías tomadas desde diferentes ángulos. Desarrollada originalmente para cartografía y mediciones arquitectónicas en el siglo XIX, esta tecnología ha encontrado aplicaciones inesperadas en las artes visuales en las últimas dos décadas. Artistas contemporáneos, restauradores y conservadores de museos utilizan métodos fotogramétricos para documentar obras, crear nuevas formas de expresión artística y ampliar las posibilidades de la pintura tradicional.

Fundamentos tecnológicos de la fotogrametría

El proceso de fotogrametría se basa en la tecnología Estructura a partir del Movimiento (SfM), que analiza múltiples imágenes superpuestas de un objeto. Los algoritmos de visión artificial identifican puntos comunes en diferentes fotografías y calculan sus posiciones espaciales. El software primero crea una nube de puntos dispersa, luego una densa, que se convierte en una malla poligonal 3D. La etapa final consiste en el mapeo de texturas (información de color de las fotografías originales) a la geometría resultante.

Las soluciones fotogramétricas modernas como RealityCapture, Agisoft Metashape y 3DF Zephyr pueden procesar miles de imágenes y crear modelos con miles de millones de polígonos. RealityCapture funciona linealmente: al duplicar la cantidad de datos de entrada, se duplica el tiempo de procesamiento, lo que hace que el proceso sea predecible. Estos programas extraen información de textura mediante el reconocimiento de patrones densos en superficies: texto, vetas de madera, rasgos faciales y patrones.

La calidad del resultado depende de varios factores. Los objetos con texturas uniformes o superficies reflectantes plantean desafíos para los algoritmos. Una configuración de iluminación adecuada es crucial: una iluminación uniforme y sin sombras pronunciadas garantiza una reconstrucción precisa de la superficie.

Documentación de la pintura por instituciones museísticas

Los principales museos del mundo están implementando la fotogrametría para crear archivos digitales de sus colecciones. El Museo de Cleveland ha desarrollado una metodología de escaneo 3D que combina la precisión fotográfica con datos a escala métrica. Esta tecnología permite la creación de modelos con superficies reflectantes complejas y detalles finos, tradicionalmente considerados problemáticos para la fotogrametría.

Documentar pinturas con una resolución de gigapíxeles (alrededor de 1000 megapíxeles y superior) se está convirtiendo en el estándar para las principales instituciones. El Museo de Bellas Artes de Valencia ha aplicado la metodología de fotogrametría SfM para crear una documentación detallada de retablos. El proceso comienza en un estudio fotográfico, donde el fotógrafo toma una serie de imágenes superpuestas, capturando cada parte de la obra varias veces. Las imágenes se cargan en un software de modelado 3D que, tras varias etapas de procesamiento, crea el modelo final.

En 2019, el Museo del Prado escaneó la "Anunciación" de Fra Angelico inmediatamente después de una importante restauración. La Fundación Factum utilizó un escáner Lucida y fotografía panorámica para registrar la geometría tridimensional y el color, mientras que el museo realizó reflectografía infrarroja y radiografía. Los resultados ayudan a los conservadores y curadores a comprender mejor el estado actual de la pintura y el historial de restauraciones anteriores.

La visualización en gigapíxeles permite una visión detallada e interactiva de las exposiciones virtuales de un museo. Los espectadores pueden sumergirse en la obra de arte, revelando pinceladas, microfisuras en la capa de pintura y la textura del lienzo: detalles invisibles durante la visualización normal, incluso a corta distancia.

Aplicación en restauración y conservación

La fotogrametría está transformando la práctica de documentar las restauraciones. En 1975, el científico italiano Cesare Brandi formuló una teoría de la restauración que establecía que todas las intervenciones debían ser completamente reversibles. La documentación detallada de todas las etapas del proceso de conservación, con la capacidad de recuperar información posteriormente, se está volviendo esencial.

Un estudio de un icono bizantino en el Museo de Arte Bizantino de Chipre demostró el uso de algoritmos de detección de cambios en combinación con fotogrametría para la monitorización de la restauración. El registro fotográfico multiépoca permitió la identificación automática y precisa de las transformaciones de la superficie pintada en diferentes etapas de la obra. La metodología capturó tanto los macrocambios como los detalles más minúsculos, como el retoque de los perfiles de los hombros y el relleno de huecos en la vestimenta de los sujetos.

Las pinturas murales románicas de la iglesia de St. Botolph en Hardham, Reino Unido, fueron objeto de un monitoreo experimental mediante fotogrametría SfM. La metodología se desarrolló como un sistema accesible, portátil, no invasivo y repetible para monitorear el estado de conservación. Se utilizaron equipos fotográficos comerciales y software gratuito para generar y comparar nubes de puntos 3D. La técnica permitió identificar cambios de hasta 0,5 milímetros.

Los murales de la Catedral de Valencia, obra de Paolo de San Leocadio y Francesco Pagano, se estudiaron mediante fotogrametría multiespectral. El proceso combinó técnicas de imagen no invasivas, desde el ultravioleta y el visible hasta el infrarrojo cercano. La combinación de rangos espectrales en imágenes híbridas de falso color y su análisis mediante métodos NDVI, NDPI y PCA nos permitió revelar detalles de la técnica de ejecución y el estado de conservación.

La fotogrametría como herramienta creativa

Los artistas contemporáneos integran la fotogrametría directamente en su proceso creativo. El artista francés Dimitri Daniloff utiliza esta tecnología para crear obras que deforman lo cotidiano e inventan nuevos entornos sociales. Su encuentro con la fotogrametría ha ampliado sus posibilidades artísticas: el proceso de construir modelos tridimensionales desde múltiples ángulos de cámara permite la creación de un lienzo social donde los cuerpos se transforman intencionalmente. Nuevos espacios emergen en los límites de la realidad, donde el espectador se convierte en protagonista.

La artista taiwanesa Ya-Wen Fu, que trabaja entre Alemania y Taiwán, utiliza el escaneo 3D para reproducir y escalar sus objetos. El escaneo con un escáner Artec Spider y el posprocesamiento en Artec Studio permiten la creación de modelos digitales escalables y editables. La artista 3D procesa los datos del escaneo, creando un objeto apto para la impresión 3D a cualquier escala.

Los pintores de mates de película incorporan la fotogrametría en su proceso de producción. La metodología consiste en crear un modelo a partir de una serie de imágenes y luego importarlo a Mari o Substance Painter para texturizarlo. Proyectar imágenes fotográficas sobre un modelo 3D permite lograr un fotorrealismo inalcanzable con los métodos tradicionales de pintura manual.

Hiperrealismo y referencias fotográficas

El movimiento hiperrealista, una evolución del fotorrealismo, se basa en la filosofía de Jean Baudrillard de «simular lo que nunca existió». Las pinturas y esculturas hiperrealistas crean una ilusión convincente basada en una realidad simulada: la fotografía digital. Mientras que el fotorrealismo emulaba la fotografía analógica, el hiperrealismo utiliza imágenes digitales de alta resolución creadas por cámaras digitales y visualizadas en ordenadores.

Los artistas hiperrealistas utilizan fotografías de alta resolución como fuente principal, analizando cada matiz de luz, sombra, reflejo y textura. Esto requiere una profunda inmersión en la interacción entre la luz y la forma: comprender cómo las fuentes de luz crean sombras específicas y cómo la luz envuelve las superficies curvas. El objetivo es capturar no solo un simulacro, sino la esencia misma de la realidad visual.

Los artistas profesionales utilizan con frecuencia referencias fotográficas en todas las disciplinas. Los artistas de bellas artes emplean modelos vivos, crean bodegones, estudian referencias biológicas u organizan sesiones fotográficas. Los reconocidos ilustradores estadounidenses Joseph Christian Leyendecker y Norman Rockwell son reconocidos por su uso de referencias: Leyendecker solía recurrir a su socio Charles Beach, mientras que Rockwell organizaba sesiones fotográficas completas con la ayuda del fotógrafo.

Algunos artistas conceptuales trazan directamente partes de fotografías, crean photobashings o utilizan modelos 3D como punto de partida. El modelado 3D y las imágenes de referencia son vitales para crear obras representativas con iluminación y sombreado complejos.

Texturizado y mapeo de superficies

La texturización fotogramétrica combina las ventajas de la fotogrametría computacional con el escaneo láser. El escaneo láser produce consistentemente datos geométricos más precisos que la fotogrametría, pero esta última suele generar texturas más precisas. Esta metodología aplica texturas fotogramétricas a la geometría escaneada con láser, lo que permite la creación de modelos digitales de alta precisión.

Al eliminar un mapa de texturas de un modelo fotogramétrico, las superficies de los objetos lisos suelen aparecer irregulares o desiguales, mientras que las superficies complejas se simplifican excesivamente. Un enfoque combinado resuelve este problema: la representación precisa de las texturas fotogramétricas sobre los datos geométricos de los modelos 3D escaneados con láser produce un modelo digital que combina la geometría de los escaneos láser con texturas fotorrealistas.

La aplicación de escaneo 3D KIRI Engine captura datos geométricos y de textura, reconstruyendo modelos digitales altamente detallados mediante fotogrametría. Esta tecnología analiza múltiples imágenes de alta resolución desde diferentes ángulos para generar texturas precisas que se aplican al modelo 3D. El resultado es un modelo con mapeo UV completo y detalles superficiales realistas.

El proceso de creación de texturas fotoescaneadas para su uso en arte digital consta de varios pasos. Reality Capture se recomienda con mayor frecuencia para el fotoescaneo de superficies debido a su capacidad para crear versiones 3D de alta precisión de superficies reales. Una vez creado el escaneo de superficie, es fácil extraer toda la información real necesaria: mapas de desplazamiento, normales, color y oclusión ambiental.

Herramientas y software digitales

RealityCapture es un software fotogramétrico para crear modelos 3D uniformes a partir de fotografías desordenadas o escaneos láser. Sus aplicaciones más comunes incluyen patrimonio cultural (arte, arqueología, arquitectura), escaneo corporal completo, videojuegos, topografía, cartografía, efectos visuales y realidad virtual. Sus funciones incluyen registro de imágenes, calibración automática, generación de mallas, coloreado, texturizado, georreferenciación y exportación a varios formatos.

El programa puede combinar imágenes de cámara y escaneos láser con bajos requisitos de hardware. Su funcionamiento lineal implica que al duplicar los datos de entrada, también se duplica el tiempo de procesamiento. Museos y estudios de conservación utilizan RealityCapture para crear modelos digitales de obras de arte para documentación, exposiciones virtuales e iniciativas educativas.

Agisoft Metashape y 3DF Zephyr son soluciones alternativas que también se utilizan con frecuencia para el escaneo de superficies. Estudios comparativos de diversos programas fotogramétricos muestran que los errores promedio de registro residual o de evaluación fotogramétrica oscilan entre 4 y 16 milímetros, dependiendo del programa elegido, el tamaño y la complejidad del objeto, y las condiciones ambientales. La mejor integridad y calidad del modelo 3D resultante se consigue combinando el escaneo láser con datos de imagen.

Aplicaciones móviles semiprofesionales como Polycam están democratizando el acceso a la fotogrametría. La creación de un modelo 3D interactivo de un mural por el artista Roberto Cueva del Río demostró el valor de un flujo de trabajo digital preciso y no invasivo que apoya objetivos de conservación y educativos.

Desafíos metodológicos

Documentar pinturas presenta desafíos técnicos únicos, dada la escala a menudo grande de las obras, la topografía irregular de la capa pictórica, la variedad de características de la superficie y las dificultades de acceso. El uso de la fotogrametría para registrar tanto la topografía como los detalles superficiales de los murales requiere una cuidadosa atención a los ajustes de la fotografía.

El icono bizantino requería una iluminación precisa y uniforme para evitar artefactos radiométricos que pudieran interferir con la reconstrucción fotogramétrica y la identificación de las fases de restauración. La alineación correcta de cada conjunto de imágenes debe ser lo más precisa posible para evitar errores.

Las pinturas de grandes dimensiones en techos de iglesias y palacios plantean desafíos adicionales debido a la geometría de la sala, las condiciones de iluminación y el acceso limitado. El proyecto Plafond3D desarrolló CHAPI (Imagen Fotogramétrica Automatizada del Patrimonio Cultural), una solución semiautomatizada y económica para capturar pinturas de grandes dimensiones en techos abovedados con gran detalle. Esta metodología permite una captura eficiente con una red fotogramétrica consistente en un tiempo limitado.

Las estructuras hipogeas presentan desafíos metodológicos debido a la falta de luz natural, los espacios reducidos y la presencia de frágiles superficies pintadas. Un flujo de trabajo integrado para documentar la Tumba de Orco en Tarquinia combinó técnicas de escaneo láser terrestre, fotogrametría y pintura de luz. La pintura de luz, inspirada en la práctica fotográfica, se utilizó como estrategia de iluminación dinámica durante el estudio fotogramétrico para superar los problemas de iluminación irregular y sombras intensas.

Mantener la precisión del color

El color de las obras de arte es una valiosa fuente de información que debe procesarse y preservarse adecuadamente, ya que las herramientas digitales pueden introducir variaciones en los valores o incluso perderlos. La investigación sobre el mantenimiento de la precisión del color en la fotogrametría para la conservación del patrimonio cultural ha desarrollado un proceso que conserva con éxito la integridad del color de las maquetas.

Para capturar el color con precisión, artistas y restauradores utilizan mapas de color de calibración, toman fotografías en formato RAW y las preprocesan en Adobe Camera RAW u otros programas de calibración antes de importarlas a software fotogramétrico. La generación de imágenes multiespectrales en rangos que van desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano amplía las capacidades del análisis de pinturas.

Un modelo 3D bajo luz ultravioleta revela la fluorescencia inducida por rayos UV en toda la escultura o pintura, revelando abrasiones superficiales, tintes orgánicos y antiguos recubrimientos protectores. Un modelo 3D infrarrojo permite una mejor definición de los detalles del dibujo preparatorio.

Potencial educativo

Los modelos digitales de obras de arte creados mediante fotogrametría abren nuevas posibilidades para la educación artística y el acceso público al patrimonio cultural. Las representaciones 3D interactivas demuestran el valor de un flujo de trabajo preciso que apoya tanto los objetivos de conservación como los educativos. La tecnología facilita la innovación en la educación patrimonial y enriquece las experiencias estéticas mediante la mediación digital.

Las exhibiciones virtuales de museos con visualización en gigapíxeles ofrecen una visión interactiva y detallada, haciendo el arte accesible para todos. Los espectadores pueden sumergirse en una obra de arte de una manera imposible durante una visita física a un museo: ampliando áreas específicas, explorando la técnica del artista y descubriendo detalles ocultos a simple vista.

La realidad aumentada basada en modelos fotogramétricos crea nuevas estrategias de documentación, conservación y monitoreo. Experimentos con metodologías basadas en imágenes que emplean sensores económicos, donde los modelos 3D se convierten en la base de las aplicaciones de realidad aumentada, amplían las posibilidades de interacción con el arte.

Interacción interdisciplinaria

La aplicación de la fotogrametría a la pintura requiere un diálogo interdisciplinario entre artistas, restauradores, curadores, programadores e investigadores de visión artificial. El Departamento de Egiptología del Museo Británico está desarrollando colaboraciones con artistas para repensar críticamente el poder y la capacidad de acción de las colecciones, la representación y la producción de conocimiento.

Los modelos fotogramétricos de murales mexicanos ilustran la intersección de la tecnología y el patrimonio cultural en las humanidades digitales. La creación de representaciones 3D interactivas con información contextual abre nuevas posibilidades para la investigación futura en la intersección de disciplinas.

Arqueólogos, arquitectos, planificadores espaciales y artistas digitales utilizan herramientas fotogramétricas en diversos campos. Sin embargo, la democratización de la tecnología lleva a su uso sin una comprensión crítica de la calidad métrica de los resultados. Es necesario superar la creciente brecha entre la difusión de las técnicas fotogramétricas y su uso mediante procesos educativos adecuados.

Aspectos éticos y legales

La digitalización de obras de arte plantea cuestiones de derechos de autor, autenticidad y adaptación a la tecnología. Los artistas en la era digital se enfrentan a retos para proteger la propiedad intelectual al crear y distribuir copias digitales de alta resolución de sus obras.

La artista estadounidense Erin Hanson, pionera del impresionismo abierto, utiliza tecnologías avanzadas de escaneo e impresión 3D para capturar no solo el color de las pinturas al óleo, sino también su textura, pinceladas y profundidad. La creación de impresiones que parecen y se sienten como obras de arte originales redefine las posibilidades de reproducción.

La cuestión de la autenticidad se vuelve especialmente apremiante cuando las tecnologías digitales permiten crear copias indistinguibles de los originales. El desarrollo de modelos generativos ha dado lugar a la creación de imágenes prácticamente indistinguibles de las fotografías reales. Las imágenes fotorrealistas suelen representar figuras humanas, especialmente de famosos y políticos, con un alto grado de surrealismo y profesionalismo estético.

Direcciones futuras

La fotogrametría continúa evolucionando como herramienta para artistas e investigadores del arte. La integración de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en los flujos de trabajo fotogramétricos promete una mayor simplificación y automatización. Los avances en la tecnología informática abren nuevas posibilidades para la creación artística, a medida que investigadores, artistas y aficionados descubren nuevas formas de crear con herramientas digitales.

Los flujos de trabajo híbridos que combinan la escultura tradicional con la fotogrametría o el escaneo 3D se están convirtiendo en una práctica habitual. Artistas como Sabina Howard y Juan Manuel Miñarro combinan con éxito los procesos tradicionales de modelado escultórico con técnicas de fotogrametría para producir sus obras.

El escaneo 3D permite a los creadores experimentar con la forma, la textura y la repetición sin las limitaciones de los materiales tradicionales. Un ceramista puede escanear una pieza original y crear una réplica ligera de resina para su exhibición en exteriores. Un artista de performance puede escanear su propio cuerpo para crear prótesis vestibles impresas en 3D, difuminando la línea entre identidad y diseño.

La fotogrametría está transformando los flujos de trabajo creativos, abriendo la puerta a la impresión 3D, las exposiciones virtuales y las instalaciones interactivas. Los artistas ya no se limitan a pinceles, cinceles o ratones: las herramientas de digitalización, manipulación y reinvención del trabajo abren nuevas posibilidades.