Escaneo 3D de edificio: capturar un lugar para proyectar sobre él

Un escaneo 3D de edificio captura la geometría exacta de una fachada, una sala o un monumento como dato digital, con fotos (fotogrametría) o con láser (lidar). El resultado es una nube de puntos, y luego un modelo 3D, que reproduce el lugar al milímetro. En construcción sirve para el levantamiento y el BIM. Yo lo uso por una sola razón: preparar una proyección que caiga justo sobre el edificio, antes de montar el primer proyector.

Llevo 15 años haciendo mapping arquitectónico. El Arco del Triunfo, siete ediciones. Cuando proyectas sobre una fachada esculpida, un plano de arquitecto no basta: los planos mienten, las cornisas se han movido, la piedra tiene un relieve que el PDF ignora. El escaneo 3D te da el volumen real. Esta guía explica cómo se escanea un lugar para proyectar sobre él, en el orden en que lo hago en obra, y dónde se separa del levantamiento clásico de un topógrafo.

Fotogrametría o lidar: dos formas de capturar, dos presupuestos

Hay dos familias de escaneo, y la elección depende sobre todo de lo que tengas en las manos y del tiempo que tengas en el sitio.

La fotogrametría reconstruye el volumen a partir de fotos que se solapan. Das la vuelta a la fachada, con dron o réflex, un 60 a 80 % de solape entre tomas, y un software como Agisoft Metashape recalcula el 3D por paralaje. A favor: el equipo cuesta lo que una cámara decente, y obtienes la textura junto con la geometría. En contra: odia las superficies uniformes, el vidrio, el metal pulido, y la luz cambiante lo arruina. Una fachada blanca a pleno sol de mediodía es el peor caso.

El lidar es un láser que mide la distancia a cada punto, de 500.000 a 2 millones de mediciones por segundo según la máquina. Un escáner estático sobre trípode (Leica RTC360, Faro Focus) captura una estación en pocos minutos, precisión milimétrica, y le da igual la luz ambiente. Trabaja de noche, lo que le viene bien a un rodaje de mapping. En contra: el precio, alquilar un escáner ronda unos cientos de euros al día, y la nube en bruto pesa mucho al procesar.

Para mapping, la regla que aplico: fotogrametría si el presupuesto va justo y la fachada tiene textura, lidar si el lugar es grande, oscuro, o la geometría tiene que ser impecable. En ambos casos, el resultado final es el mismo objeto, una nube de puntos que luego convierto en superficie proyectable. La guía para elegir el escáner 3D entra en el detalle del equipo.

El reconocimiento: la mitad del trabajo ocurre antes de escanear

Nadie lo menciona en los tutoriales, y ahí se gana el trabajo. Antes de sacar el escáner, recorro el edificio con una sola pregunta en la cabeza: desde dónde va a mirar el público, y desde dónde van a tirar los proyectores.

Eso lo cambia todo, porque no escaneo un edificio para archivarlo, lo escaneo para una vista concreta. La cara trasera de un monumento, si ningún proyector la cubre y nadie la ve, no pierdo tres estaciones en ella. Al revés, una cornisa que va a tapar parte de la imagen desde el punto de tiro de los proyectores, la escaneo con detalle, porque es la que crea una sombra sobre el mapping si la fallo.

En la práctica, en el reconocimiento anoto: las posiciones de proyector previstas, los puntos de vista del público, los accesos (plataforma elevadora, tejado vecino para el lidar en picado), y las zonas que sé que dan problemas. Los escaparates, el agua, la vegetación que se mueve con el viento. Una hora de reconocimiento ahorra media jornada de reescaneo.

Densidad de puntos: ajústate a la distancia de proyección, no a la ficha técnica

La pregunta que siempre vuelve es "qué resolución de escaneo". La respuesta correcta depende del detalle que necesites para proyectar, no del máximo que la máquina sepa hacer.

La referencia que uso: la densidad de puntos tiene que ser más fina que el tamaño del píxel proyectado sobre la superficie. Si mis proyectores dejan un píxel de 10 mm en la fachada, una nube con 5 mm entre puntos sobra, y escanear a 1 mm solo infla un archivo que mi máquina tendrá que digerir después. En un edificio grande visto de lejos, un píxel de 15 mm se ve nítido desde el otro lado de la plaza, así que escaneo menos denso y gano muchísimo tiempo de proceso.

La trampa inversa también existe. En un interior de museo al que te acercas a un metro, con un píxel proyectado de 2 a 3 mm, hace falta una nube realmente densa, varias estaciones lidar que se solapen, o los bordes del decorado se emborronan y el ajuste se nota. La densidad se decide en el reconocimiento, según la distancia del público y la de proyección, no al configurar el escáner.

Oclusiones y georreferenciación: las dos trampas que cuestan una noche

Las oclusiones son los huecos en el escaneo. Una columna tapa el muro de detrás, un balcón oculta la parte baja de la cornisa, una farola se cruza. Desde una sola estación nunca verás lo que hay detrás de un obstáculo. La solución es mecánica: multiplicar puntos de vista, desplazar el escáner unos metros, y sobre todo escanear desde el eje de los proyectores. Lo que el proyector no va a ver, no necesito mapearlo; lo que sí va a ver, tiene que estar en la nube. Alinear el eje de escaneo con el eje de tiro es el atajo que el levantamiento topográfico clásico nunca toma, porque busca la exhaustividad, no la vista de proyección.

La georreferenciación es anclar el escaneo en un marco estable. Para mapping no busco coordenadas GPS absolutas, busco que mi modelo 3D esté a escala y orientado como el edificio real, para que las posiciones de proyector que coloco en el software coincidan con las reales en obra. Dianas de registro pegadas en la fachada, o puntos reconocibles (esquinas de ventana, aristas de piedra), permiten unir las estaciones entre sí y verificar la escala. Un escaneo un 3 % demasiado grande, y todos tus cálculos de throw y cobertura están mal.

De la nube al modelo proyectable, y luego al ajuste

La nube en bruto no sirve directamente para proyectar. Hay que limpiarla (quitar al público, los coches, la vegetación), mallarla en superficie, a menudo aligerarla para que funcione en el software de preparación. Esta cadena, del escaneo al dato utilizable, parte de fotos o láser y llega a una malla o nube limpia. Si empiezas de cero, arranca por la guía de fotogrametría y escaneo 3D para mapping, el pilar que enlaza todas estas etapas.

Con el modelo listo, el escaneo por fin hace aquello para lo que lo hice: colocar los proyectores. Es justo lo que hace Lumeo, donde importo el modelo del escaneo, coloco las máquinas en la escena 3D, y veo dónde cae la imagen, dónde caen las sombras, y cuántos lux tengo en cada zona, antes de alquilar un solo proyector. El escaneo te da el terreno, el simulador te da el plan de batalla.

Y el día del montaje, ese modelo es la referencia para el ajuste de los proyectores: ya sabes dónde debe caer cada máquina, no improvisas el warp a las 3 de la mañana subido a una plataforma. El escaneo es la capa que precede a toda la calibración.

Conviene señalar que el mismo dato también alimenta el BIM y el levantamiento de arquitecto si el lugar lo necesita por otro lado. No es mi uso, pero un escaneo bien hecho es reutilizable, y eso puede inclinar la decisión hacia un lidar denso en vez de una fotogrametría rápida.

Para seguir leyendo: las herramientas honestas

Dos recursos que recomiendo sin reservas para empezar. La guía de fotogrametría de Formlabs, clara sobre la toma y la comparativa de software. Y la definición de fotogrametría en Wikipedia, para entender el paralaje antes de comprar nada.

Cuándo un escaneo 3D no vale la pena

Casos en los que dije a clientes que no gastaran un euro en escanear:

• Una fachada plana y bien documentada. Un muro rectangular, sin relieve, con planos recientes y fiables: un medidor láser y unas fotos de referencia bastan. Escanear un ladrillo con lidar es desperdicio.
• Un evento de bajo presupuesto sobre una superficie simple. Si el mapping es básico y la superficie regular, el tiempo de escaneo y proceso cuesta más que la precisión que aporta. Lo digo sin rodeos, aunque me quite una línea del presupuesto.
• El lugar va a cambiar antes del show. Escanear una obra tres meses antes, cuando el andamio cae la víspera y la fachada se repinta, es escanear un edificio que ya no existirá. Se espera, o se escanea justo antes.
• Nadie sabe usar la nube. Un escaneo precioso en un formato que tu pipeline no lee es un archivo muerto. Comprueba que alguien sepa limpiarlo, mallarlo e importarlo, o el escaneo no sirve de nada.

Como paso lógico siguiente, una vez escaneado el lugar, mira cómo convertir la nube en una superficie limpia y cómo todo eso vuelve a la proyección en la guía de escaneo 3D y mapping. Y si dudas entre fotogrametría y lidar para tu edificio, escríbeme. He escaneado lugares que nunca debieron escanearse, y he fallado relieves que debí escanear. Los dos errores se pagan en el muro, la noche del show.