Guía rápida para quitarte el miedo a trabajar con Nube de Puntos 3D
1. ¿Qué es una nube de puntos en 3D?
Una nube de puntos es un sistema de representación de cualquier superficie a través de un conjunto de vértices (X,Y,Z) en un sistema tridimensional.
En la industria AEC, resulta de gran utilidad para la toma de datos, para realizar mediciones, para la creación de mapas topográficos o para el estudio de deformaciones en rehabilitación, por ejemplo.
Aplicado al mundo BIM, la nube de datos constituye uno de los puntos más importantes para la innovación en este sector, por su precisión, rapidez y favorecer los sistemas de trabajo colaborativos, tan identificativos del BIM.
2. ¿Cómo se genera la nube de puntos con escáner láser?
La nube de puntos se pueden generar con diferentes herramientas, en nuestro caso, se crea a partir del Escáner Láser Terrestre o Mobile Mapping.
Utilizar un escáner láser 3D como herramienta para la toma de datos, permite medir multitud de puntos con muy poco tiempo (incluso en entornos complejos o en ausencia total de luz) y generar un fichero de datos, que es lo que llamamos nube de puntos y que es la representación del conjunto de puntos captados por el dispositivo de escáner láser 3D.
El modo de generar dicha nube de puntos se efectúa mediante un barrido láser del escáner que, mediante la emisión de un haz de láser permanente, lo que hace es proyectarlo con aquellas superficies que estén dentro de su alcance. Durante ese barrido se va almacenando la información en valores XYZ y de color RGB de cada punto registrado. La tasa de muestreo que se puede alcanzar en un barrido puede alcanzar el millón de puntos por segundo (aunque depende de la herramienta utilizada). De manera que al final de una sesión de toma de datos, podemos hablar de varios miles de millones de puntos registrados.
Los datos almacenados en el dispositivo de los distintos escaneos realizados son procesados en potentes estaciones de trabajo para obtener como resultado una nube de puntos a la medida de las necesidades de la parte interesada.
En el siguiente vídeo se muestra un ejemplo de cómo sería el proceso del escáner láser terrestre:
3. ¿Para qué sirve la nube de puntos?
Las aplicaciones de las nubes de puntos son diversas, obtención de gemelo digital, documentación as built, levantamientos topográficos, levantamiento de infraestructuras de gran dimensionado, inspección y control de instalaciones industriales y en la detención de interferencias. La nube de puntos nos ayuda a crear y obtener recreaciones en 3D de espacios y volúmenes arquitectónicos. Si quieres ver algunos ejemplos de proyectos reales y sus nubes de puntos, visita el portfolio de proyectos BIMnD.
Las principales funciones de una nube de puntos aplicadas a arquitectura y patrimonio
- Representación de forma completa la digitalización del entorno o edificación
- Documentación para la preservación, restauración de bienes de interés histórico cultural
- Detección de deformaciones en edificios e instalaciones
- Levantamientos topográficos
- Inspección y Control de instalaciones
- Identificación de interferencias
4. ¿Cuál es el formato de archivo de la nube de puntos?
El formato de archivo de la nube de puntos puede tener diferentes extensiones. Algunas de estas extensiones serán compatibles directamente, mientras que otras, necesitarán de ser convertidas en formatos compatibles (según el software) antes de ser indexadas.
Aunque vamos a destacar los formatos útiles principalmente para CAD y BIM, con sus dos programas más popular (ArchiCAD y Revit, aunque no son los únicos), existen multitud de formatos, los mencionaremos sin entrar en detalle, sólo por si son de tu interés.
Formatos de archivo y software compatibles para importar nubes de puntos
– Formato E57 (.e57 )
El archivo de formato E57 un formato compacto y neutral para almacenar nubes de puntos, imágenes y metadatos producidos por sistemas de imágenes en 3D, como los escáneres láser. El formato de archivo está especificado por la ASTM, una organización de estándares internacionales, documentado en la norma ASTM E2807. Los archivos de esta extensión son aptos para el renderizado de objetos reales, como edificios y superficies geológicas, resultando de gran utilidad en el sector de la construcción, ingeniería, investigación y topografía.
El software SCENE, puede realizar mediciones simples, crear visualizaciones 3D o exportar datos a varios formatos de nubes de puntos y CAD.
Existen diferentes formatos, pero en BIMnD el formato E57 es el nativo que utilizamos comúnmente.
– Formato RCS/RCP(.rcs/.rcp)
ReCap es el software inteligente para crear modelos 3D con los programas del grupo Autodesk. Convierte los archivos .e57 en .rcs. Y varios archivos .rcs, se agrupan en un único archivo .rcp.
Las acciones que el programa puede desarrollar son: Se puede importar a cualquier software de Autodesk para el diseño, como Revit , AutoCAD , Navisworks , Civil 3d o InfraWorks
– Formato LAS ( .las )
LAS permite la compresión de archivos LAS voluminosos en archivos LAZ compactos que son solo del 10 al 20 por ciento del tamaño original, preservando con precisión cada bit y sin pérdidas. LIDAR. Global Mapper v13.01 y posteriores pueden importar y exportar archivos en formato LAZ.
– Formato CSV (.csv)
Un CSV (Comma-separated values) representa datos en forma de tabla. Para ello, almacena la información alfanumérica, para que podamos crear capas.
5. ¿Qué productos adicionales puedo obtener con la nube de puntos?
Lo más inmediato que podemos hacer con una nube de puntos es gestionarla directamente con nuestro software de modelado, pero a veces puede resultar interesante conocer otros caminos que nos aporten otro punto de vista o incluso ahorro de tiempo. A partir de una nube de puntos y mediante el uso de software específico podemos extraer los siguientes productos:
– Ortofotografías en alta resolución de cualquier vista, proyección o sección.
Pueden resultar interesantes cuando necesitamos documentar zonas concretas de nuestro levantamiento como puede ser un alzado, una planta o una sección.
Ortofoto Planta Proyecto de Patrimonio
Malla 3D de elemento decorativo. Palacete de la Najarra
– Recorridos virtuales por la escena del levantamiento.
En ocasiones tenemos la necesidad de divulgar y dar a conocer de forma sencilla y clara el motivo del levantamiento y qué mejor opción que recreando un recorrido virtual a través de una cámara virtual.
– Mallas tridimensionales.
La complejidad geométrica de elementos concretos de nuestro levantamiento requeriría largos procesos de modelado que podrían resolverse inmediatamente con la generación de una malla extraída de la nube de puntos.
6. ¿Cuáles son las limitaciones de la nube de puntos?
Principalmente el gran tamaño de la nube de puntos, debido al almacenaje de sus millones de punto, requieren de software o hardware específicos, así como del know how para saber gestionarla, importarla y convertirla a otros formatos, según las necesidades.
Así que la clave está en las necesidades técnicas y de manejo principalmente. Confíe su levantamiento a especialistas con amplia experiencia ya que sabrán encontrar el equilibrio óptimo entre calidad/tamaño.
7. Qué problemas puede dar el trabajo con nubes de puntos y algunas soluciones
El principal miedo al trabajar con nubes de puntos, es debido al gran tamaño ligado a la potencia del ordenador de trabajo. En ocasiones nos encontramos con comentarios como
«recibí una nube de puntos y el ordenador no podía gestionarla».
Aquí el consejo estrella, es divide y vencerás.
Cuando hablamos de división, nos referimos a dos posibles opciones:
- determina las áreas necesarias para la toma de datos y ajusta el tamaño de la nube de puntos según su utilidad (durante la captura de datos, como en el trabajo de procesado)
- divide el tamaño de la nube de puntos por plantas, o por trozos parciales del total.
Programas como CloudCompare, Scene o Autodesk Recap,nos permite editar, modificar y convertir nubes de puntos a otros formatos compatibles o reducir el número de puntos para reducir el tamaño y hacerla más manejable en su manipulación.
Al realizar las importaciones parciales, se podrá trabajar de una manera más ágil, si lo haces con ArchiCAD con el uso de capas, y si trabajar con Revit por sus cajas de sección o enlaces.
8. ¿Cuáles son las ventajas o beneficios de la nube de puntos?
- Veracidad y coherencia en la toma de datos
- Rapidez en el levantamiento
- Informe de datos que puede acompaña al objeto/edificación durante todo el ciclo de vida
- Réplica digitalizada de la realidad, o lo que es lo mismo un gemelo digital del estado presente que puede ser repasado sin tener que volver al levantamiento de datos para su revisión o modificación.
- Accesibilidad a la información a todos los agentes intervinientes mediante alojamiento en servidores online.
- Facilita enormemente el trabajo de arquitectos, diseñadores, ingenieros, constructores o entidades que preservan diversos bienes de interés histórico-cultural
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