Recovering old stereoscopic negatives and producing digital 3D models of former appearances of historic buildings

Abstract

[EN] Three-dimensional models with photographic textures have become a usual product for the study and dissemination of elements of heritage. The interest for cultural heritage also includes evolution along time; therefore, apart from the 3D models of the current state, it is interesting to be able to generate models representing how they were in the past. To that end, it is necessary to resort to archive information corresponding to the moments that we want to visualize. This text analyses the possibilities of generating 3D models of surfaces with photographic textures from old collections of analog negatives coming from works of terrestrial stereoscopic photogrammetry of historic buildings. The case studies presented refer to the geometric documentation of a small hermitage (done in 1996) and two sections of a wall (year 2000). The procedure starts with the digitization of the film negatives and the processing of the images generated, after which a combination of different methods for 3D reconstruction and texture wrapping are applied: techniques working simultaneously with several images (such as the algorithms of Structure from Motion – SfM) and single image techniques (such as the reconstruction based on vanishing points). Then, the features of the obtained models are described according to the geometric accuracy, completeness and aesthetic quality. In this way, it is possible to establish the real applicability of the models in order to be useful for the aforementioned historical studies and dissemination purposes. The text also wants to draw attention to the importance of preserving the documentary heritage available in the collections of negatives in archival custody and to the increasing difficulty of using them due to: (1) problems of access and physical conservation, (2) obsolescence of the equipment for scanning and stereoplotting and (3) the fact that the software for processing digitized photographs is discontinued.

[ES] Los modelos tridimensionales con textura fotográfica se han convertido en un producto habitual para el estudio y la difusión de los elementos patrimoniales. El interés por el patrimonio también abarca su evolución a lo largo del tiempo, por lo tanto, además de los modelos 3D del estado actual, es interesante disponer de modelos que representen estados pasados. Para ello, es necesario recurrir a información de archivo que corresponda a los momentos que se desean visualizar.

El presente texto analiza las posibilidades de generar modelos tridimensionales de superficies con texturas fotográficas a partir de colecciones antiguas de negativos analógicos (en película) procedentes de trabajos de fotogrametría estereoscópica terrestre de edificios históricos. Los casos que se presentan son una pequeña ermita (documentada en 1996) y dos secciones de una muralla (documentada en el año 2000).

El procedimiento se inicia con la digitalización de los negativos y su procesamiento, a continuación se aplican diferentes métodos de reconstrucción 3D y aplicación de texturas, en concreto: técnicas que trabajas simultáneamente con varias imágenes (como los algoritmos de Structure from Motion – SfM) y técnicas monoscópicas (como la reconstrucción basada en los puntos de fuga). A continuación, se describen las características de los productos obtenidos en función de la precisión geométrica, grado de compleción y calidad estética. De esta forma, es posible establecer la aplicabilidad real de estos modelos a los estudios históricos y los usos de difusión anteriormente mencionados.

El texto también quiere llamar la atención sobre la importancia de preservar el patrimonio documental disponible en las colecciones de negativos que actualmente se encuentran en archivos y su creciente dificultad de uso debido a varios factores entre los que se pueden destacar: (1) los problemas de acceso y conservación física, (2) obsolescencia del instrumental de escaneado y restitución fotogramétrica y (3) el hecho de que el software para el procesamiento de las fotografías digitalizadas también esté obsoleto.