diseño de una tecnica basada en procesamiento grafico que

enero 18
DISEÑO DE UNA TECNICA
BASADA EN PROCESAMIENTO
GRAFICO QUE PERMITA EL
MODELAMIENTO 3D DE
OBJETOS CAPTURADOS
MEDIANTE IMÁGENES
DIGITALES
2013
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RESUMEN
A través de los últimos años se ha visto un alto crecimiento en el procesamiento de
imágenes, y una fuerte demanda de aplicarlos en diferentes ámbitos de la realidad por
ejemplo en la educación a distancia, las compras, los viajes, la búsqueda en motores
de base de datos, etc. los elementos multimedia se han convertido en una parte
esencial del diseño. En particular, las imágenes, como fotos, imágenes prediseñadas,
gráficos en 3D y animación, son de uso común en el diseño tanto para multimedia e
Internet. Independientemente de sus formas, imágenes multimedia son generadas por
los equipos de dos maneras: como vector basado en gráficos e imágenes de mapa de
bits.
En este trabajo, vamos a presentar el diseño de una técnica basada en procesamiento
gráfico que permita el modelamiento 3D de objetos basados en imágenes capturadas
mediante imágenes digitales, en el cual abordaremos la realidad problemática, la que
nos impulsó a realizar tal investigación, seguidamente plantearemos nuestros objetivos
para lograr el modelado de la técnica para seguidamente realizar el diseño del
algoritmo que resuelva nuestro problema inicial.
INDICE GENERAL
Capitulo 1:
1.1
GENERALIDADES DEL PROYECTO...................................................... 4
Problema: ....................................................................................................... 4
1.1.1
Realidad Problemática............................................................................. 4
1.1.2
Antecedentes del Problema ..................................................................... 5
1.1.3
Enunciado del Problema. ......................................................................... 6
1.2
Antecedentes del Proyecto ............................................................................. 6
1.3
Hipótesis. ...................................................................................................... 10
1.4
Variables de Estudio. .................................................................................... 10
1.4.1
Variable Independiente .......................................................................... 10
1.4.2
Variable Dependiente. ........................................................................... 10
1.5
Objetivos: ..................................................................................................... 10
1.5.1
Objetivo General. ................................................................................... 10
1.5.2
Objetivos Específicos. ........................................................................... 10
1.6
Justificación del Estudio:............................................................................... 11
1.6.1
Económica. ............................................................................................ 11
1.6.2
Operativa. .............................................................................................. 11
1.6.3
Académica. ............................................................................................ 11
1.6.4
Social..................................................................................................... 11
1.7
Limitaciones del Proyecto. ............................... ¡Error! Marcador no definido.
Capitulo 2:
2.1
MATERIALES Y MÉTODOS.................................................................. 13
Población y Muestra. .................................................................................... 13
2.1.1
Población. .............................................................................................. 13
2.1.2
Muestra. ................................................................................................ 13
2.2
Técnicas e Instrumentos ............................................................................... 13
2.2.1
2.3
Diseño de contrastación. .............................................................................. 13
Capitulo 3:
3.1
Instrumentos. ......................................................................................... 13
MARCO TEORICO. ............................................................................... 15
Industria del Calzado: ................................................................................... 15
3.1.1
Definición De Horma.............................................................................. 15
3.1.2
Tipos de hormas en relación al tipo de calzado ..................................... 16
3.1.3
Tipos de hormas en relación a las características ................................. 20
3.1.4
Tipos de hormas en relación a la procedencia ....................................... 23
3.1.5
Elaboración de las hormas .................................................................... 23
3.2
Hormas a medida ......................................................................................... 25
3.2.1
Método De Sustracción ......................................................................... 25
3.2.2
Método De Adición ................................................................................ 26
3.2.3
Hormas corregidas ................................................................................ 26
3.3
Secciones Fundamentales en las Hormas .................................................... 27
3.4
Procesamiento de imágenes ........................................................................ 27
3.4.1
Imágenes vectoriales ............................................................................. 27
3.4.2
Imágenes matriciales ............................................................................. 31
3.5
Algoritmos de Contorno ................................................................................ 33
3.5.1
Square Tracing Algorithm ...................................................................... 33
3.5.2
Moore-Neighbor Tracing ........................................................................ 34
3.5.3
Theo Pavlidis Algorithm ......................................................................... 34
3.5.4
Criterios De Parada ............................................................................... 35
3.6
Binarización de Imágenes............................................................................. 36
3.7
Captura de datos .......................................................................................... 36
3.7.1
Capitulo 4:
4.1
Cámaras Fotográficas ........................................................................... 36
DESARROLLO METODOLÓGICO. ....................................................... 38
Metodología de Trabajo. ............................................................................... 38
4.1.1
Análisis de información .......................................................................... 38
4.1.2
Diseño de la técnica .............................................................................. 44
4.1.3
Análisis de resultados ............................... ¡Error! Marcador no definido.
Capitulo 5:
Bibliografía ............................................................................................ 45
Capitulo 1:
GENERALIDADES DEL PROYECTO.
1.1 Problema:
1.1.1
Realidad Problemática.
A medida que el ser humano ha evolucionado, diversas formas de
calzado han nacido aparejadas, el avance de la ciencia y la tecnología ha
permitido confeccionar calzados adecuados a las necesidades y
diferentes exigencias a las que se ven sometidos los pies, ya sea desde
el punto de vista deportivo y/o de uso diario, teniendo al alcance de todos
un sin número de marcas, costos, utilidades, beneficios y rendimiento.
Actualmente la industria del zapato cambió las hormas de sus
principales modelos, mejoró el ajuste y comodidad en la zona de dedos.
El perfil de alguno también es más bajo, esto ayuda a que el pie vaya
más cerca del piso ganando estabilidad.
Hoy en día la industria del calzado está viendo las posibilidades de
adoptar las nuevas tecnologías para ser competitivos, a raíz de esto la
industria del calzado se ha visto en la dificultad de desarrollar calzado a
medida, para la gran demanda que existe. (Nike, 2012)
La ciencia de la computación cumple un papel importante en el
desarrollo de nuevas técnicas para mejorar ya sea formatos multimedia o
crear objetos 3D a partir de imágenes matriciales, a tal realidad nos
hemos basado, ya que con esta gran demanda muchas de las empresas
que industrializan el calzado requieren de la visión computacional y/o
procesamiento gráfico para mejorar la obtención de calzado a medida
obtenido a través de una cámara digital.
1.1.2
Antecedentes del Problema
-
El calzado personalizado (antes ofrecido solo para eventos
especiales) se está abriendo paso con una proyección de crecimiento
muy fuerte. Entregar un producto personalizado abre las puertas a un
negocio que puede dejar muy buena rentabilidad.
De acuerdo con Mariana Edery, dueña de la marca MUAbyCanchita,
la demanda por un calzado a gusto y a medida implica trabajar con
una escala baja de producción, pero también con una inversión
menor. La oferta de estas piezas está en su mejor momento pues
existe, actualmente, un boom de diseñadores independientes. (El
negocio de vestir pies especiales, 2013).
-
Altos o bien bajos, las tendencias y la comodidad priman a la hora de
buscar el modelo más adecuado. Cuestión de tamaño. Más allá de las
tendencias, un tema recurrente ante el cambio de temporada son las
dificultades que plantean los números muy chicos o muy grandes, o el
famoso medio punto.
Para solucionarlas, los zapatos a medida de confección artesanal
abren un abanico de opciones para mujeres que se apartan de los
clásicos 37 o 38 y transitan los talles 34 o los 43. El Club del Pie
Grande ofrece desde hace cuatro años soluciones y tips en su página
web. Su creadora, Inmaculada Ruiz Santana, recibe 17 mails diarios
de mujeres y hombres buscando orientación al respecto. (O’Kelly,
2013).
-
La prescripción de zapatos ortopédicos se inscribe dentro del marco
terapéutico no sólo para el tratamiento de una deficiencia sino
también para el manejo de una minusvalía funcional o estética. El
perfeccionamiento de los tratamientos médicos y de las técnicas
quirúrgicas ha hecho que se reduzcan algunas de sus indicaciones
como la poliomielitis o el calzado infantil, mientras que se han
desarrollado otras, como el pie diabético. La evolución de los
materiales y de las técnicas ha permitido sustituir progresivamente el
término de «zapatos ortopédicos» (denominación casi peyorativa que
para la mayoría de los pacientes y muchos terapeutas se correlaciona
con las ortesis de cuero y acero, eficaces aunque a menudo pesadas
y desagradables) por la denominación «zapatos a medida»
correspondiente a artículos de calzado, igual de eficaces pero mucho
más estéticos. (A. Brunon, 2004).
Enunciado del Problema.
¿Cómo modelar objetos 3D capturados mediante cámara digital?
1.2 Antecedentes del Proyecto
-
Título: From image sequences to 3D models
Autor: Martin Vergauwen R.
Lugar: Center for Processing of Speech and Images, Katholieke Universiteit
Leuven, Belgium
Resumen:
En este trabajo se presenta un método que obtiene los modelos virtuales a
partir de secuencias de imágenes. El sistema puede hacer frente a las
secuencias de imágenes sin calibrar los adquiridos con una cámara de
mano. Según las características, rastreados o igualado las relaciones entre
los múltiples puntos de vista se calculan. A partir de esto, tanto la estructura
de la escena y el movimiento de la cámara se recuperan. La ambigüedad en
la reconstrucción se limita a proyectiva a métrico través de auto-calibración
.Múltiples vistas flexibles del esquema de emparejamiento estéreo se utiliza
para obtener una estimación densa de la geometría de la superficie. A partir
de los modelos virtuales de datos calculados se pueden construir o, a la
inversa, los modelos virtuales pueden ser incluidos en las imágenes
originales. El primer paso consiste en relacionar las diferentes imágenes
entre sí. Esto no es un problema fácil. Un número limitado de puntos
correspondientes es suficiente para determinar la relación geométrica o
limitaciones con varias vistas entre las imágenes. Dado que no todos los
puntos son igualmente adecuados para hacer coincidir o seguimiento (por
ejemplo, un píxel en una región homogénea), el primer paso consiste en
seleccionar puntos de característica (Harris & Stephens 1988, Shi y Tomasi,
1994). Dependiendo del tipo de datos de la imagen (es decir, vídeo o
imágenes fijas) los puntos de la entidad se realiza un seguimiento o
emparejados y se obtienen una serie de correspondencias posibles. De
ellos, el multi-vista de las limitaciones se puede calcular. (Vergauwen M. ,
2007).
-
Título: From Images to 3D Models
Autor: Luc Van Gool .
Lugar: Communication Technology Lab of ETH Zürich
Resumen:
En este proyecto se tiene en cuenta el movimiento relativo entre imágenes
consecutivas que se necesita ser recuperado. Este proceso continúa de la
mano con la búsqueda de características de imagen correspondientes entre
estas imágenes (es decir, puntos de imagen que procedan de la misma
función 3D). El siguiente paso consiste en recuperar el movimiento y
calibración de la cámara y la estructura 3D de las características. La
reconstrucción obtenida contiene un conjunto de escasa 3D puntos (sólo un
número limitado de características se consideran en primera). Aunque la
interpolación podría ser una solución, esto normalmente produce modelos
con una mala calidad visual. Por lo tanto, el siguiente paso consiste en un
intento para que coincida con todos los píxeles de la imagen de una imagen
con píxeles en imágenes vecinos, para que estos puntos también puedan
ser reconstruidos. Esta tarea se ve facilitada en gran medida por el
conocimiento de todas las cámaras parámetros que hemos obtenido en la
etapa anterior. Dado que un píxel de la imagen corresponde a unos rayos en
el espacio y la proyección de este rayo en otras imágenes se pueden
predecir a partir de la pose recuperada y la calibración, la búsqueda de un
píxel correspondiente en otras imágenes puede restringirse a una sola línea.
Restricciones adicionales, tales como la asunción de una superficie 3D
continua por partes también son empleado para limitar aún más la búsqueda
Es posible deformar las imágenes de modo que el intervalo de búsqueda
coincide con las líneas de exploración horizontales. Por lo tanto, podemos
obtener una estimación de la profundidad (es decir, la distancia desde la
cámara a la superficie del objeto) para casi todos los píxeles de una imagen
Mediante la fusión de los resultados de todas las imágenes una junto densos
completa
Se obtiene modelo de superficie 3D. Las imágenes utilizadas para la
reconstrucción también se pueden utilizar para la textura mapeo de modo
que se logra un resultado foto - realista final. (Gool).
-
Título: Analyzing 3D Objects in Cluttered Images
Autor: Mohsen Hejrati
Lugar: University of California, Santa Barbara , EE.UU.
Resumen:
Se presenta un enfoque a la detección y el análisis de la configuración de
3D de objetos en las imágenes de la vida real con oclusión pesado y el
desorden. Nos centramos en la aplicación de búsqueda y análisis de los
coches. Lo hacemos con un modelo de dos etapas, la primera etapa
razones acerca de la forma en 2D y variación aspecto debido a la variación
dentro de la clase (camionetas lucen diferentes a los automóviles) y los
cambios de punto de vista. Más bien que el uso de un modelo basado en
vistas, se describe una representación de composición que modelos de un
gran número de puntos de vista y formas eficaces usando un pequeño
número de plantillas locales basadas en vistas. Utilizamos este modelo para
proponer candidatos detecciones y las estimaciones 2D de la forma. Estas
estimaciones son luego refinados por nuestra segunda etapa, utilizando un
modelo 3D de forma explícita y punto de vista. Usan un modelo moldeable
para capturar 3D variación dentro de la clase, y el uso de un modelo de
cámara débil perspectiva para capturar puntos de vista. Se aprende todos
los parámetros del modelo de anotaciones 2D. Se puede demostrar la
exactitud del estado de la técnica para la detección, la estimación punto de
vista y 3D forma a la reconstrucción en desafiar imágenes del PASCAL VOC
2011 conjunto de datos. Nuestro trabajo es un intento de combinar los dos
enfoques, con un enfoque en la estadística, geométrico 3D modelos de
objetos. En concreto, nos centramos en la aplicación práctica de detección y
análisis autos en desordenados, imágenes sin restricciones. Desarrollan un
modelo que detecta los coches, las estimaciones punto de vista de cámara,
y recupera las configuraciones de puntos de referencia en 3D y su visibilidad
con exactitud el estado de la técnica. (Hejrati, 2012).
-
Título: From image sequences to 3D models
Autor: Martin Vergauwen R.
Lugar: Center for Processing of Speech and Images, Katholieke Universiteit
Leuven, Belgium.
Resumen:
En este trabajo se presenta un método que obtiene los modelos virtuales a
partir de secuencias de imágenes. El sistema puede hacer frente a las
secuencias de imágenes sin calibrar los adquiridos con una cámara de
mano. Según las características, rastreados o igualado las relaciones entre
los múltiples puntos de vista se calculan. A partir de esto, tanto la estructura
de la escena y el movimiento de la cámara se recuperan. La ambigüedad en
la reconstrucción se limita a proyectiva a métrico través de auto-calibración
.Múltiples vistas flexibles del esquema de emparejamiento estéreo se utiliza
para obtener una estimación densa de la geometría de la superficie. A partir
de los modelos virtuales de datos calculados se pueden construir o, a la
inversa, los modelos virtuales pueden ser incluidos en las imágenes
originales. El primer paso consiste en relacionar las diferentes imágenes
entre sí. Esto no es un problema fácil. Un número limitado de puntos
correspondientes es suficiente para determinar la relación geométrica o
limitaciones con varias vistas entre las imágenes. Dado que no todos los
puntos son igualmente adecuados para hacer coincidir o seguimiento (por
ejemplo, un píxel en una región homogénea), el primer paso consiste en
seleccionar puntos de característica (Harris & Stephens 1988, Shi y Tomasi,
1994). Dependiendo del tipo de datos de la imagen (es decir, vídeo o
imágenes fijas) los puntos de la entidad se realiza un seguimiento o
emparejados y se obtienen una serie de correspondencias posibles. De
ellos, el multi-vista de las limitaciones se puede calcular. (Vergauwen R. M.,
2007).
-
Título: 3D OBJECT MODELING AND RECOGNITION IN PHOTOGRAPHS
AND VIDEO
Autor: Fredrick H. Rothganger, Ph.D.
Lugar: University of Illinois at Urbana-Champaign, USA
Resumen:
En esta tesis se presenta una nueva representación de objetos
tridimensionales (3D) en términos de Descriptores afines invariantes locales
de su apariencia y las relaciones espaciales entre las regiones afines
correspondientes. Las restricciones geométricas asociadas con diferentes
puntos de vista de los mismos parches de superficie se combinan con una
representación normalizada de su apariencia para guiar a juego y la
reconstrucción, lo que permite la adquisición de los verdaderos modelos 3D
a partir de múltiples imágenes no registradas, así como su reconocimiento
en las fotografías y la imagen secuencias. Se aplica el enfoque propuesto a
dos ámbitos: 1) Fotografías – Modelos de objetos rígidos se construyen a
partir de imágenes y reconocido en tiros muy desordenados tomadas desde
puntos de vista arbitrarios. 2) Video - escenas dinámicas que contienen
varios objetos en movimiento observado por una cámara en movimiento son
segmentados en componentes rígidos y los modelos 3D construida a partir
de estos componentes se emparejan a través de diferentes secuencias de
imágenes, con aplicación en concordancia disparo. (Rothganger, 2004).
1.3 Hipótesis.
El Diseño de una técnica basada en procesamiento gráfico permitirá el
modelamiento 3D de objetos reales capturados mediante imágenes digitales
1.4 Variables de Estudio.
1.4.1
Variable Independiente
Técnica basada en procesamiento grafico
1.4.2
Variable Dependiente.
Modelamiento 3D de objetos capturados mediante imágenes digitales
1.5 Objetivos:
1.5.1
Objetivo General.
Diseñar una técnica que permita el modelamiento de objetos 3D
capturados mediante imágenes digitales.
1.5.2
Objetivos Específicos.
•
Investigar las diferentes técnicas que permitan el modelamiento de
objetos 3D.
•
Analizar la información relevante relacionada al tema en estudio.
•
Diseñar una técnica que permita el modelamiento de objetos 3D.
•
Implementar la técnica que permita el modelamiento de objetos 3D.
•
Evaluación la técnica planteada.
•
Análisis e interpretación de resultados.
•
Elaboración del informe final.
1.6 Justificación del Estudio:
1.6.1
Económica.
En vista de avanzados procesamiento de imágenes eficaces y eficientes
que se tiene en cuanto a tecnología, se desea lanzar al mercado
industrial una técnica de desarrollo gráfico que por medio de imágenes
digitales se pueda plasmar modelamientos de objetos en 3D,
reduciendo gastos y tiempo al productor.
1.6.2
Operativa.
La decisión de diseñar una técnica que permita el modelamiento de
objetos 3D contribuirá al desarrollo de nuevos prototipos a medida en la
industria de diferentes índoles que manejen imágenes en mapa de bits,
la solución que proponemos brindará una mejor calidad y visión a partir
de imágenes vectoriales, mejorando así su competitividad y brindando
una amplia variedad.
1.6.3
Académica.
Brindar una nueva técnica a la Ciencias de la Computación para ayudar
al modelamiento de objetos 3D y/o relacionados así como también
permitirá reforzar conocimientos adquiridos y desarrollar nuevos
algoritmos.
Incentivar a estudiantes de Informática, a la investigación y desarrollo
de algoritmos de procesamiento gráfico que solucionen problemas en
ciencias de la computación.
1.6.4
Social.
Hoy en día se sabe que la industria del calzado cada día crece más y
más, de tal manera que para su crecimiento las industrian están en la
inclusión tecnológica para poder ofrecer un mejor producto a sus
clientes, de tal forma nuestra propuesta beneficiará tanto a las industrias
del zapato como a los clientes, ofreciéndoles una solución tecnológica
para el modelado de calzado a medida, por otro lado gran parte de la
sociedad que tiene problemas ortopédicos, necesita de una precisión en
su calzado.
Capitulo 2:
MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Población y Muestra.
2.1.1
Población.
La población será las imágenes digitales RGB tomadas de la parte
frontal y lateral de los pies de personas de 18 a 40 años de edad.
2.1.2
Muestra.
N
=
*P*Q/
P
= Prevalencia de la enfermedad.
Q
= Complemento de P.
= Valor crítico correspondiente al nivel de confianza elegido:
siempre se opera con valor sigma.
= Margen de error o de imprecisión permitido (lo determinará el
director del estudio).
α
= nivel de significancia.
α-1
= nivel de confianza.
n
=(
n
= 384,16
*0,5*0.5)/
2.2 Técnicas e Instrumentos
2.2.1 Instrumentos.
-
Notebook AMD A4
-
Impresora Canon MP250
-
Cámara digital canon PowerShot Elph-330HS
2.3 Diseño de contrastación.
Pre- experimental
G
X
O
G
O
G
: Grupo de sujetos.
X
: Tratamiento, estímulo o condición experimental.
O
: Medición de los sujetos de un grupo (Prueba, cuestionario, evaluación,
si aparece ante del estímulo es una pre-prueba o de lo contrario postprueba).
Capitulo 3:
MARCO TEORICO.
3.1 Industria del Calzado:
El calzado es la parte de la indumentaria utilizada para proteger los pies.
Adquiere muchas formas, como zapatos, sandalias, alpargatas, botas o
deportivas, es vestido por una variedad de motivos, incluyendo la protección del
pie, la higiene o el simple adorno.
Actualmente en el departamento de La Libertad, distrito de El Porvenir, conocido
como la capital nacional del calzado, existen más de 2.500 microempresas
dedicadas a la producción de zapatos.
En estas pequeñas y medianas
empresas predomina el afán de superación consigo mismos y con el producto
que ofertan, dando lugar a que siempre busquen la satisfacción del cliente tanto
con modelos innovadores así como con la comodidad del calzado.
Es por eso que la horma resulta de gran importancia en el calzado, ya que
depende de la forma que esta tenga para la mayor comodidad.
3.1.1
Definición De Horma
La horma es una copia abstracta en madera del pie humano. Una de
sus funciones es sustituir el pie durante la confección del zapato para
actuar como superficie de trabajo en la que los fragmentos de piel lisos
puedan adquirir forma.
La segunda función consiste en reflejar la orientación de la moda y los
requisitos estéticos: es decir, mostrar una forma
perfecta, como el
modelo de zapato elegido
Las hormas correspondientes al volumen interior y la forma exterior del
zapato se elaboran de acuerdo a las medidas que se han tomado del
pie, y siempre por pares. Debe de
tomarse en cuenta que el pie
derecho no es nunca el reflejo perfecto del izquierdo, sino que pueden
darse pequeñas o grandes diferencias en cuanto al tamaño y la forma.
Un buen
hormero tiene en cuenta las más leves diferencias
especificadas en la hoja de medición y las traslada al zapato.
Originariamente, la horma era utilizada por los zapateros en la
confección del zapato. Servía para tomar la medida a las piezas de piel
que debían ser cortadas y para coserlas sobre ella respetando la forma
del calzado. Siguen la forma del zapato y se eleboran por pares ya que
son diferentes las correspondientes al pie derecho y al izquierdo.
Actualmente, la mayor parte de los zapatos se fabrican de forma
industrial habiendo quedando la horma exclusivamente para usarse en
confecciones artesanales y zapatos a medida. En este caso, el artesano
cuenta con una horma para cada uno de sus clientes y elabora una
prenda única basándose en ella. El hormero realiza la horma según la
medida tomada del pie y el tipo de zapato que solicita el cliente. Las
hormas tienen gran durabilidad y pueden utilizarse durante muchos
años antes de desgastarse. El zapatero debe conservar las hormas en
una habitación con una temperatura y humedad adecuada para
mantener su forma y elasticidad.
3.1.2
Tipos de hormas en relación al tipo de calzado
3.1.2.1 Hormas sin bisagra
Se utiliza principalmente en la fabricación de sandalias o
zapatilla abierta, así como en cierto tipo de zapato deportivo en
los que el diseño del calzado permite desmontar la horma sin
necesidad de la bisagra, utilizándose también para la
fabricación de todo tipo de huarache.
La bisagra es el
accesorio que se integra a las hormas y que permite desplazar
el talón hacia arriba y adelante para facilitar la extracción de la
horma del zapato, una vez terminado el proceso de fabricación,
y evitar daños al zapato.
Ilustración 3-1 Horma Sin Bisagra
3.1.2.2 Hormas con bisagra alfa o normal
Este tipo de bisagra es el más común de los tres, y se utiliza en
la fabricación de zapatos tales como,
botas,
zapatos
deportivos, zapatillas, choclos y en construcciones tipo pegado,
welt, goodyear welt, donde no se requiere el “recalzado” de la
horma durante el proceso de fabricación del zapato.
Ilustración 3-2 horma con bisagra alfa
3.1.2.3 Hormas con bisagra para inyección directa al corte
La horma para el proceso de fabricación de calzado con
inyección de la suela directa al corte, es una horma fabricada
en polietileno de alta densidad similar a las hormas fabricadas
para los procesos de fabricación de calzado tradicionales, tales
como el pegado, stitcher, welt, good year welt, etc.
A diferencia de la horma anterior, la horma robotizada para
el proceso de fabricación de calzado tiene las siguientes
características:
-
Generalmente se fabrica con bisagra tendo.
-
Se le pueden colocar los accesorios normales de
cualquier horma.
-
Se le coloca una placa especial que sirve para
posicionar la horma dentro del molde de inyección de la
suela.
Esta horma robotizada para la fabricación de calzado con
inyección de la suela directa al corte se utiliza en las máquinas
de inyección con asistencia robotizada tipo “desma”, por lo que
estas hormas requieren que sus dimensiones sean precisas y
uniformes, y que la colocación de la placa sea igualmente
precisa y uniforme, ya que esta es la base para el
posicionamiento de la horma dentro del molde,
ya que el
holding del brazo de la máquina de inyección sujeta la horma y
la coloca dentro del molde, debiendo quedar posicionada con
precisión para que al momento de la inyección las paredes de
la suela sean uniformes y que no exista fuga de material en
ningún punto de todo el contorno de la suela.
Ilustración 3-3 horma para inyeccion
3.1.2.4 Hormas con bisagra tendo
Este tipo de bisagra es un desarrollo europeo, que permite el
“recalzado” de la horma durante el proceso de fabricación del
zapato, en especial para zapatos tipo “mocasín” o “guante”, o
para la fabricación de botas de vestir de dama que estén
fabricadas con pieles muy delgadas y finas, ya que este tipo de
bisagra permite el máximo desplazamiento del talón hacia
arriba y adelante, acortando la horma para facilitar la
manipulación dentro del zapato sin provocar daños.
Ilustración 3-4 horma tendo
3.1.2.5 Hormas con bisagra prestoacción
Este tipo de bisagra es un desarrollo de Los Estados Unidos,
que al igual que la bisagra “tendo”, permite el “recalzado” de la
horma durante el proceso de fabricación del zapato, y en
especial, para el tipo “mocasín” o “guante”, no pudiéndose
emplear en la fabricación de botas, ya que su diseño no lo
permite.
Ilustración 3-5 horma prestoaccion
3.1.3
Tipos de hormas en relación a las características
3.1.3.1 Horma recta o recta forma fisiológica
En las hormas rectas, el eje longitudinal de la horma es
coincidente en la puntera, enfranque y talonera. Sin embargo,
si se observa la horma por su planta, una línea que dividiera a
ésta en dos mitades nos resultaría absolutamente recta. Ello es
debido a que el enfranque de la horma por su parte medial se
rebaja suavemente para dar un mejor aspecto estético y una
diferenciación entre el calzado de ambos pies. No debe
confundirse esta línea media de la planta con el eje de la
horma por su parte superior. La diferenciación entre el pie
derecho y el izquierdo es necesaria cuando se trata de
construir una horma fisiológica y, por lo tanto, distinta para
ambos pies. El volumen de la horma a nivel del primer radio es
mucho mayor que en los radios sucesivos pues se corresponde
con una mayor altura del primer metatarsiano, disminuyendo
suave y progresivamente hasta el quinto.
Ilustración 3-6 horma recta
3.1.3.2 Horma neutra
Una variedad de la horma recta es la horma "recta neutral". o
simplemente neutra. En este caso, la horma del pie derecho es
absolutamente
idéntica
a
la
del
pie
izquierdo
siendo
intercambiable el calzado correspondiente a ambos pies. Las
razones del tratamiento con calzado de horma neutra pueden
residir en alternancia del calzado de ambos pies para igualar el
grado de desgaste que pueda haberse ocasionado, o en
garantizar un eje longitudinal recto del calzado. Desconfiando
del calzado denominado recto que no siempre se corresponde
con esta denominación.
Ilustración 3-7 horma neutra
3.1.3.3 Horma aproximadora
Las hormas aproximadoras, denominadas también aductoras o
inversoras y en algunos casos variantes o supinadoras,
aproximan entre si las punteras, es decir, su eje longitudinal se
desvía hacia medial realizando un efecto de aproximación del
primer radio del pie al borde interno del talón. Este efecto viene
potenciado por una torsión en supinación de la talonera, común
a todas las hormas aproximadoras. Existen distintos grados de
aproximación, desde moderada o discreta, hasta marcada o
intensa aproximación, pero en todos los casos la aproximación
comienza en un punto de la planta que coincide con el medio
pie (articulación de Chopart) y el efecto se acentúa hacia la
punta de la horma.
Ilustración 3-8 horma aproximadora
3.1.3.4 Horma separadora
Como su nombre indica, las puntas de estas hormas divergen
una de la otra, al revés de lo que ocurre en las aproximadoras.
Su eje longitudinal se desvía hacia lateral. También son
denominadas hormas aductoras, eversoras, valguizantes o
pronadoras. Con estas hormas separadoras se ejerce un efecto
de eversión o abducción del medio y especialmente del ante
pie. El efecto separador se inicia en la unión del retropié con el
medio pie a nivel de la articulación de Chopart con fulcro en
cuboides. Hay distintos grados de separación: la intensa o
extrema designada como "borde medial curvo", y la discreta o
moderada. La horma separadora puede utilizarse con cuñas
pronadoras o sin ellas según que el efecto corrector incluya la
corrección del varo de retropié o no.
Ilustración 3-9 horma separadora
3.1.4
Tipos de hormas en relación a la procedencia
La horma alemana se caracteriza por un empeine elevado y posee una
puntera ovalada.
La horma vienesa tiene forma de plátano, con un arco latitudinal algo
hundido.
La horma abierta italiana se distingue por una puntera llana.
La horma austriaca se caracteriza por una ondulación en el centro.
En la horma Budapest, la puntera es elevada
La horma inglesa cuenta con una puntera ligeramente
3.1.5
Elaboración de las hormas
3.1.5.1
Elaboración Manual
En el taller de un hormero suele haber herramientas con más
de un siglo de antigüedad. Dos de las que se usan en el taller
de Berta son piezas de museo. Una es la podadora de corte
longitudinal para dar la primera forma al bloque de madera.

Se fija con un gancho al final de la mesa de trabajo y
puede moverse vertical y horizontalmente.

En uno de los laterales del bloque cortado con la
podadora se dibuja la planta interior obtenida a partir
del contorno del pie.

Finalmente, el hormero corta los extremos del bloque
cubiertos con cera y empieza a darle forma con la
hachuela.

Siempre coloca el bloque sobre la mesa en la
dirección que mejor le permite trabajar con la cuchilla
de la podadera, que sitúa en el ángulo adecuado.

El hormero empuja la empuñadura con fuerza hacia
abajo para cortar astillas de más o menos grosor en
los puntos adecuados.

Durante este proceso se rige ya por los datos que
figuran en la hoja de medición sobre la longitud, el
volumen y el modelo del zapato.

Con el cuchillo curvo y una escofina, labra los
abultamientos y las cavidades, y con una lima pule la
forma y elimina los rastros de las herramientas
utilizadas hasta entonces, así como las rugosidades
de la superficie.

Tras las últimas mediciones, el hormero da la forma
definitiva a la horma con papel de lija, grueso al
principio
y
fino
después.
La
superficie
queda
totalmente lisa.
Ilustración 3-10 Elaboración manual
3.1.5.2 Preparación Mecánica
Dar forma manualmente a una horma de zapato requiere una
cantidad extraordinaria de tiempo, además de ser una tarea
fatigosa. Por este motivo, en la actualidad, en todo el mundo
se aprovechan las ventajas que ofrece la llamada máquina
copiadora de talla. En el año 1819, Thomas Blanchard
patentó en Massachusetts, Estados Unidos, un torno en el
que podían producirse formas irregulares de madera, como
por ejemplo culatas de fusil u hormas. Su invento fue la base
de las máquinas en las que en un principio se producían
hormas simétricas y, posteriormente, asimétricas. En la
década de 1920, salió al mercado la máquina predecesora de
la que se utiliza normalmente en la actualidad y con la cual
pueden trabajarse la horma del pie derecho y la del izquierdo
simultáneamente. Las máquinas que existen hoy en día
producen un par de hormas en sólo cinco o seis minutos.
Si las indicaciones de la hoja de mediciones muestran que a
la longitud le corresponde un número 42 y al ancho de los
laterales una numeración media, y sin embargo los empeines
son pronunciados, se elegirá un patrón de horma con el
número 43 y 7 de ancho. Si la longitud de los dos pie
discrepa, es decir, si el pie izquierdo calza por ejemplo un 42
y el derecho un 42,5, para el pie izquierdo se elegirá un
patrón del número 42 y para el derecho uno del 43. En el
primer caso, el patrón tensado en la máquina de copiado
reproducirá las hormas derecha e izquierda simultáneamente.
En el segundo caso, primero copiará la horma del número 42
y posteriormente la del 43.
3.2 Hormas a medida
3.2.1
Método De Sustracción
De una horma básica pueden elaborarse hormas a medida a partir de dos
métodos característicos. Uno da forma individual a la horma utilizando la
sustracción; el otro, la adición Cuando llegan al taller del zapatero, las
hormas básicas son siempre algo más grandes de los necesario. Si el pie
es más estrecho o el empeine más bajo de la media, el zapatero,
basándose en la hoja de medición y utilizando una lima o papel de lija de
distintos grosores, da la forma final correspondiente a los zapatos
deseados y elabora la horma a medida. Es decir, sustrae material.
Para finalizar, la horma se pule con papel de lija no muy grueso para
evitar que la piel resbale sobre la superficie durante la confección del
zapato.
Ilustración 3-11 Método de sustracción
3.2.2
Método De Adición
Este método de confección de hormas a medida se remonta a las
tradiciones más antiguas. La corrección también se realiza según la hoja
de mediciones, teniendo en cuenta los puntos críticos. Los lugares
característicos donde el hormero debe aplicar las correcciones son,
normalmente, el contorno exterior de la planta, la zona de los
metatarsianos, el dedo pulgar, el empeine y el talón. En muy pocos casos
dichos puntos son más pequeños de lo normal. Es más frecuente que el
pie sea más ancho, el empeine y el pulgar más elevado o el talón más
desarrollado. Mediante la adición de varias capas de pie de distintos
grosores, se da la forma deseada a la horma. Si las medidas difieren
mucho de la media, puede aplicarse más de una capa de piel.
Ilustración 3-12 Método de Adición
3.2.3
Hormas corregidas
Confeccionar un par de zapatos sobre una horma corregida mediante el
método de adición no supone ningún problema para un zapatero. La
forma deseada se consigue pegando fragmentos de piel a la horma. No
obstante, esos trozos de piel pueden despegarse o deformarse durante la
confección. Por tanto, si el cliente desea utilizar la horma para varios
pares de zapatos, resulta más seguro usarla como patrón para una
horma a medida definitiva.
Las hormas izquierda y derecha corregidas mediante capas de piel se
envían de nuevo al taller del hormero, donde se utilizan como patrón para
la elaboración de hormas a medida. Bajo las muelas se coloca una horma
algo más grande. El copiado definitivo permite obtener en unos minutos la
horma adecuada al modelo de zapato elegido.
3.3 Secciones Fundamentales en las Hormas

Sección del Empeine

Sección del Talón

Sección Delantera de articulaciones

Sección de los dedos

Sección del Tobillo

Sección de la planta
Ilustración 3-13 Secciones de la hormas
3.4 Procesamiento de imágenes
3.4.1
Imágenes vectoriales
3.4.1.1
Definición
Una imagen vectorial es una imagen digital formada por objetos
geométricos independientes (segmentos, polígonos, arcos,
etc.), cada uno de ellos definido por distintos atributos
matemáticos de forma, de posición, de color, etc. Por ejemplo
un círculo de color rojo quedaría definido por la posición de su
centro, su radio, el grosor de línea y su color.
Este formato de imagen es completamente distinto al formato
de las imágenes de mapa de bits, también llamados imágenes
matriciales, que están formados por píxeles. El interés principal
de los gráficos vectoriales es poder ampliar el tamaño de una
imagen a voluntad sin sufrir la pérdida de calidad que sufren los
mapas de bits. De la misma forma, permiten mover, estirar y
retorcer imágenes de manera relativamente sencilla. Su uso
también está muy extendido en la generación de imágenes en
tres dimensiones tanto dinámicas como estáticas.
Todos
los
ordenadores
actuales
traducen
los
gráficos
vectoriales a mapas de bits para poder representarlos en
pantalla al estar ésta constituida físicamente por píxeles.
Ilustración 3-3-14 Grafico Vectorial
3.4.1.2 Características de Imágenes Vectoriales
-
Las imágenes vectoriales se almacenan como una lista que
describe cada uno de sus vectores componentes, su posición
y sus propiedades.
-
En cuanto a la resolución, los gráficos vectoriales son
independientes de la resolución, ya que no dependen de una
retícula de píxeles dada. Por lo tanto, tienen la máxima
resolución que permite el formato en que se almacena.
-
También son enormemente versátiles, pudiendo adoptar
desde curvaturas muy suaves (casi líneas rectas) a
curvaturas muy fuerte (curvas complejas), pasando por todos
los valores intermedios. Pueden, incluso, cambiar de
cóncavas a convexas alrededor de un punto.
-
Almacenan las imágenes en archivos muy compactos, ya que
sólo se requiere la información (fórmulas matemáticas)
necesaria para generar cada uno de los vectores. dado que
no se ha de almacenar información para definir cada punto de
la pantalla, sino una serie de fórmulas matemáticas.
-
Permiten modificar el tamaño de las imágenes y de sus
objetos componentes sin que se produzca pérdida de
información, pues se actualizan de forma matemática todas
las nuevas relaciones y posiciones de los elementos
geométricos que las componen. Con ello, los cambios de
tamaño de las imágenes vectoriales no afectan a la calidad de
las mismas, apareciendo siempre con la misma nitidez.
-
Son muy útiles a la hora de imprimir imágenes, ya que no es
necesario pasar a la impresora la información de cada punto.
Basta con ir pasándole la información de los vectores que
forman la imagen.
-
Cada objeto viene definido por sus propias fórmulas
matemáticas y se maneja independientemente del resto,
pudiendo escalarse, distorsionarse y cambiarse de forma o de
posición sin afectar para nada los otros elementos del dibujo.
-
Es posible un control independiente del color, tanto del
contorno como del relleno, admitiendo la aplicación de
texturas, degradados, transparencias, etc.
-
Se puede controlar con gran precisión la forma, orientación y
ordenación de los elementos.
-
Cualquier efecto que se aplique a los objetos puede
rectificarse en cualquier momento, ya que el dibujo es
siempre editable. Esto no ocurre en las imágenes de mapas
de bits, en las que una vez pintado un elemento ya no es
posible modificarlo.
-
Es fácil reutilizar un dibujo o una parte del mismo en otros
proyectos. Basta copiarlo y pegarlo en un nuevo fichero o en
uno ya existente.
-
Los objetos del gráfico pueden fusionarse fácilmente entre sí,
creando una serie de formas intermedias. Por ejemplo, se
puede pasar de un cuadrado a un triángulo en cinco formas
interpoladas.
-
Se puede relacionar de diferentes formas con el resto de
objetos del gráfico (agrupar, separar, recortar, intersectar,
etc.).
-
Se puede ordenar las formas de cualquier manera si está en
superposición unas con otras.
-
Permiten un manejo de textos muy avanzado, ya que admiten
fuentes TrueType, que también son objetos vectoriales.
Además, las letras se pueden convertir en contornos
editables, descomponiendo un texto en los objetos vectoriales
que lo constituyen. Una vez convertidas las letras en objetos,
ya no hará falta tener instalada la fuente para seguir editando
los contornos, porque ya no serán letras, sino objetos dentro
del gráfico vectorial, pudiendo ser modificadas como tales.
-
Se pueden incluir bitmaps en un dibujo vectorial, bien para
rellenos de formas, bien como elementos separados. En el
otro sentido, un vector puede exportarse a un formato de
mapa de bits estándar, como GIF o JPG.
3.4.1.3 Formatos de imágenes Vectoriales
-
Privativos
PostScript ® (PS, EPS (Encapsulated PostScript))
SWF Adobe Flash ®
DXF, Drawing eXchange Format y DWG, formatos de
Autodesk AutoCAD.
HPGL: (HP Graphic Language), Un estándar de facto
para los trazadores gráficos (Plotter).
AI de Adobe Illustrator
Paint Tool SAI
CDR ® de Corel Draw
FH9, FH10 y FH11
IGES
Metaarchivo de Windows (WMF)
-
Libres
Portable Document Format ® (PDF)
SVG Scalable Vector Graphics
OpenDocument Graphics (ODG)
VML ® Vector Markup Language
3.4.2
Imágenes matriciales
3.4.2.1 Definición:
Una imagen en mapa de bits o extensión .bmp (estos dos
tomados del inglés), o imagen ráster (un calco del inglés), es una
estructura o fichero de datos que representa una rejilla
rectangular de píxeles o puntos de color, denominada matriz,
que se puede visualizar en un monitor, papel u otro dispositivo
de representación.
A las imágenes en mapa de bits se las suele definir por su altura
y anchura (en píxeles) y por su profundidad de color (en bits por
píxel), que determina el número de colores distintos que se
pueden almacenar en cada punto individual, y por lo tanto, en
gran medida, la calidad del color de la imagen.
Los gráficos en mapa de bits se distinguen de los gráficos
vectoriales en que estos últimos representan una imagen a
través del uso de objetos geométricos como curvas de Bézier y
polígonos, no del simple almacenamiento del color de cada
punto en la matriz. El formato de imagen matricial está
ampliamente extendido y es el que se suele emplear para tomar
fotografías digitales y realizar capturas de vídeo. Para su
obtención se usan dispositivos de conversión analógica-digital,
tales como escáneres y cámaras digitales.
Ilustración 3-15 Grafico matricial
3.4.2.2 Características de imágenes matriciales
-
Sus dimensiones altura y anchura (en píxeles).
-
Su modo de color.
-
Su profundidad de color (en bits por píxel), que determina el
número de colores
-
Distintos que se pueden almacenar en cada punto individual,
y por lo tanto, en gran
-
Medida, la calidad del color de la imagen.
.
3.4.2.3 Formatos de imágenes matriciales
-
GIF. Se pueden representar hasta 256 colores y se utiliza
para guardar imágenes indexadas o con paletas de colores
reducidas destinadas a su publicación en páginas web. Hoy
día
tiene un uso muy limitado, por ejemplo, siguen
empleándose Gifs animados en internet.
-
PNG (siglas en inglés de Gráficos de Red Portátiles,
pronunciadas "ping") es un formato gráfico basado en un
algoritmo de compresión sin pérdida para bitmaps no sujeto
a patentes. Este formato fue desarrollado en buena parte
para solventar las deficiencias del formato GIF y permite
almacenar imágenes con una mayor profundidad de
contraste y otros importantes datos.
-
JPG. Es un estándar usado ampliamente para fotografías e
imágenes de gran tamaño y variedad de color en la web y
por las cámaras digitales. Es un formato comprimido con
pérdida de calidad, aunque esta se puede ajustar (se debe
poner siempre al máximo)
3.5 Algoritmos de Contorno
3.5.1
Square Tracing Algorithm
La idea detrás de la algoritmo de rastreo cuadrado es muy simple, lo que
podría atribuirse al hecho de que el algoritmo fue uno de los primeros
intentos para extraer el contorno de un patrón binario.
Dado un modelo digital, es decir un grupo de píxeles negros, en un fondo
de píxeles blancos, es decir, una rejilla, localice un píxel negro y
declararemos como el pixel "start". (Localización de un pixel "inicio" se
puede hacer de varias maneras, vamos a empezar en la esquina inferior
izquierda de la cuadrícula, escanear cada columna de píxeles desde la
parte inferior hacia arriba-que van a partir de la columna de la izquierda y
continuando hacia la derecha - hasta que nos encontramos con un píxel
negro declararemos ese píxel como nuestro pixel "start").
Algoritmo:
Begin
-Set B to be empty.
-From bottom to top and left to right scan the cells of T until a
black pixel, s, of P -is found.
-Insert s in B.
-Set the current pixel, p, to be the starting pixel, s.
-Turn left i.e. visit the left adjacent pixel of p.
-Update p i.e. set it to be the current pixel.
-While p not equal to s do
If the current pixel p is black
insert p in B and turn left (visit the left adjacent pixel
of p).
Update p i.e. set it to be the current pixel.
else
turn right (visit the right adjacent pixel of p).
Update p i.e. set it to be the current pixel.
end While
End
3.5.2
Moore-Neighbor Tracing
La idea detrás de la formulación de Moore-Neighbor es encontrar el
contorno de un grafo dado. Esta idea fue un gran desafío para la mayoría
de los analistas del siglo 18, y como resultado de un algoritmo se deriva
de la gráfica Moore que más tarde fue llamado el algoritmo MooreNeighbor.
Algoritmo:
Begin
Set B to be empty.
From bottom to top and left to right scan the cells of T until a
black pixel, s, of P is found.
Insert s in B.
Set the current boundary point p to s i.e. p=s
Backtrack i.e. move to the pixel from which s was entered.
Set c to be the next clockwise pixel in M(p).
While c not equal to s do
If c is black
insert c in B
set p=c
backtrack (move the current pixel c to the pixel from
which p was entered)
else
advance the current pixel c to the next clockwise pixel
in M(p)
end While
End
3.5.3
Theo Pavlidis Algorithm
Este algoritmo es uno de los algoritmos de rastreo de contorno más
recientes y se propuso por Theo Pavlidis. No es tan simple como el
algoritmo de rastreo o seguimiento de Moore Square - Vecino, sin
embargo, no es complicado (una propiedad compartida por la mayoría de
los algoritmos de contorno trazado).
Sin pérdida de generalidad, que hemos elegido para trazar el contorno en
sentido horario con el fin de ser coherente con el resto del contorno
trazado algoritmos. Por otro lado, Pavlidis decide hacerlo en sentido
contrario. Esto no debe hacer ninguna diferencia hacia el rendimiento del
algoritmo. El único efecto que esto tendrá es en la dirección relativa de
los movimientos se le toma al trazar el contorno
Algoritmo:
Begin
-Set B to be empty.
-From bottom to top and left to right scan the cells of T until a black start
pixel, s, of P is found (see Important restriction concerning direction
you enter start pixel above)
-Insert s in B.
-Set the current pixel, p, to be the starting pixel, s.
-Repeat the following
If pixel P1 is black
Insert P1 in B
Update p=P1
Move one step forward followed by one step to your
current left
else if P2 is black
Insert P2 in B
Update p=P2
Move one step forward (see Figure 3 above)
else if P3 is black
Insert P3 in B
Update p=P3
Move one step to the right, update your position and
move one step to your current left (see Figure 4 above)
else if you have already rotated through 90 degrees
clockwise 3 times while on the same pixel p
terminate the program and declare p as an isolated pixel
else
rotate 90 degrees clockwise while standing on the current
pixel p
-Until p=s (End Repeat)
End
3.5.4 Criterios De Parada
a) Parar después de visitar las n veces píxel de inicio, donde n es al menos 2, O
b) Se detiene después de entrar en el pixel de arranque por segunda vez de la
misma manera que ha introducido inicialmente.
3.6 Binarización de Imágenes
La Binarización de imágenes es una técnica del procesamiento de imágenes que
consiste en un proceso de reducción de la información de una imagen digital a
dos valores: 0 (negro) y 255(blanco).Esta técnica consiste en comparar cada
pixel de la imagen con un determinado umbral (valor límite que determina si un
pixel será de color blanco o negro). Los valores de la imagen que sean mayores
que el umbral toman un valor 255 (blanco), el resto de pixeles toman valor
0(negro).
3.7 Captura de datos
3.7.1
Cámaras Fotográficas
Una cámara fotográfica o cámara de fotos es un dispositivo utilizado
para capturar imágenes o fotografías. Es un mecanismo antiguo para
proyectar imágenes, en el que una habitación entera desempeñaba las
mismas funciones que una cámara fotográfica actual por dentro, con la
diferencia que en aquella época no había posibilidad de guardar la
imagen a menos que ésta se trazara manualmente. Las cámaras actuales
pueden ser sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro
electromagnético y su uso principal es capturar la imagen que se
encuentra en el campo visual.
3.7.1.1 Tipos de Cámaras
Una cámara fotográfica o cámara de fotos es un dispositivo
utilizado para capturar imágenes o fotografías. Es un mecanismo
antiguo para proyectar imágenes, en el que una habitación
entera desempeñaba las mismas funciones que una cámara
fotográfica actual por dentro, con la diferencia que en aquella
época no había posibilidad de guardar la imagen a menos que
ésta se trazara manualmente. Las cámaras actuales pueden ser
sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro
electromagnético y su uso principal es capturar la imagen que se
encuentra en el campo visual.
3.7.1.2 Cámaras compactadas de 35 mm
Sin duda las cámaras compactas de 35mm son las más
extendidas mundialmente, son de gran sencillez de uso y
requiere conocimientos y práctica fotográfica mínima. Las
características principales son:
Menor costo
Visor óptico directo
Objetivo no intercambiable
3.7.1.3 Cámaras Reflex SLR
Una cámara réflex SLR (Single Lens Reflex) es una cámara
fotográfica en la cual la imagen que ve el fotógrafo a través del
visor es exactamente la misma que quedará capturada. Eso se
consigue mediante el reflejo de la imagen (de ahí el nombre)
sobre un espejo o sistema de espejos. Al igual que las cámaras
compactas, pueden ser cámaras tradicionales de película
fotográfica o digitales (DSLR).
Éstas suelen ser las cámaras preferidas por los fotógrafos
aficionados y profesionales, ya que permiten un control casi
absoluto sobre cada uno de sus elementos y parámetros y
disponen de multitud de accesorios intercambiables para
distintos propósitos
3.7.1.4 Cámaras digitales
Una cámara digital es un dispositivo electrónico usado para
capturar y almacenar fotografías electrónicamente en lugar de
usar películas fotográficas como las cámaras convencionales.
Capitulo 4:
DESARROLLO METODOLÓGICO.
4.1 Metodología de Trabajo.
4.1.1
Análisis de información
Se realizará un Análisis documental: consiste en extraer la información de los
diferentes documentos, libros, papers, etc., los cuales presentan una serie de
teorías, fórmulas, métodos para dar solución a los problemas plateados. Todo
esto servirá para determinar el modelo a seguir, diseñar el algoritmo requerido
y finalmente innovar nuestra para el modelamiento 3D, con la combinación de
diferentes técnicas de procesamiento imágenes.
Para realizar el proceso del modelamiento, es necesario analizar los
requerimientos necesarios para la digitalización de las hormas.
o
Tipo de cámara: Según la información recopilada, hemos tomado 3 tipos
de cámaras para iniciar el proceso de captura
Característica
Sensor
LCD
CANON EOS 500D
APS-C CMOS de 15.1 Mpx
3' y 920.000
Nikon D3000
APS-C CCD 10Mpx
3'
Video
Puntos de Enfoque
Velocidad de
Rafaga
Cobertura del visor
Full HD
9
3,4 fps
No
11
3 fps
Sony
APS-C CCD de 10,2Mpx
2,7'' de 230, 400
puntos
No
9
2,5 fps
95%
95%
25%
Tabla 4-1 Comparación de cámaras
Entre las distintas características mencionadas, nos basaremos en el
sensor, punto de enfoque y cobertura de visor, Entre el más destacado y
que se adecua al proceso que deseamos realizar debemos enfocarnos en
la tecnología del
-
Sensor CMOS, es el más extendido gracias a su menor consumo de
energía y su menor coste de fabricación. Ideal para los que quieren
crear impresiones grandes y tamaño póster o bien recortar las
imágenes a la perfección sin perder los detalles necesarios en las
impresiones. El sensor CMOS de 15,1 MP de Canon ofrece unos
resultados excepcionales en entornos con poca luz y unas imágenes
con un nivel de ruido muy bajo.
-
El sistema AF de 9 puntos de gran precisión emplea 9 puntos AF. Los
puntos AF están situados en todo el encuadre para colocar mejor los
sujetos que no estén en el centro. Los puntos AF centrales de alta
sensibilidad, que garantizan un enfoque preciso con objetivos de
abertura rápida, son adecuados para objetivos con una abertura de
f/2,8 o más rápida.
o
Distancia de Captura de imagen:
Para el proceso de captura de imágenes, el cliente debe usar dos
posturas para poder obtener la posición lateral y posición de la planta del
pie, para su posterior modelamiento, durante este proceso se necesitará
tener mantener una posición fija tanto de la cámara y el cliente
obviamente teniendo en cuenta ciertas medidas, en el gráfico 4-1 se
observan las dos distancias necesarias.
Ilustración 4-1 Distancia de Captura de imagen
Para obtener fotos con alta nitidez, necesitamos tener en cuenta el lente
de la cámara, todos los lentes tienen un “sweet spot”, un punto en el cual
el lente rinde mejor que en otras aperturas de diafragma. Si bien en
muchos lentes suele variar, me animaría a decir que suele estar entre f4 y
f8 en la mayoría de los lentes. Por más de que compres un lente de
diafragma f1.2, seguramente el mejor punto de tu lente será en
aproximadamente f2.8 o f4. Por lo que en estos diafragmas tendrías las
fotos más nítidas y con menos conflictos de bordes suaves, aberraciones
cromáticas, viñeteo, ni perdida de definición en los bordes de la imagen.
o
Marco a Fotografiar
Con el fin de obtener una fotografía digital del pie del individuo con la
cual se pueda trabajar correctamente, se deberá usar un marco; el cual
consiste en un fondo para el pie, que estará parametrizado o señalado
para se sepa de qué a que parte conforma cada parte del pie, asi por
ejemplo la altura del empeine.
Los diferentes parámetros que se tendrá en cuenta incluirán una
posición exacta del pie para tomar la fotografía, así por ejemplo pegar el
talón a una marca señalada de nuestro marco, de tal forma que las
medidas para
todos los pies arranquen de un punto y hacer las
mediciones correctamente.
Otros parámetros fijos que serán señalizados en nuestro marco serán la
anchura del tercio anterior, medio y posterior, las alturas le los dedos,
articulaciones, metas y empeine así como también la distancia de los
maléolos y talón-cuña. Para poder medir todo esto se necesitara saber
la posición de cada parte exactamente y como para todos los pies
estas posiciones varían, se tomara una constante proporcional tomada
de la longitud del pie, así por ejemplo para medir el empeine se sabrá
que esta se encuentra a los 5/8 de su longitud, y de igual forma para
las siguientes medidas necesarias.
o
Formato de imágenes
CARACTERISTICAS
JPG
GIF
PNG
colores
16 millones
256
16.7 millones
uso
fotografías
iconos
Fotografías y gráficos
Pérdida de calidad
Si
Si
no
Aceptado en programas
Si
Si
Si
No
No
si
y web
Animación
Tabla 4-2 Formato de imágenes
Para Nuestro Proyecto escogeremos el formato JPG , puesto que es
ideal para fotografías , si bien contiene pérdida de calidad nos será
suficiente y es aceptado en programas .
o
Técnica de Binarización
Tras haber pasada la fase de captura, en la cual se tiene las fotografías
tomadas de distintos ángulos, se procederá a aplicar una técnica de
procesamiento grafico llamada Binarización de imágenes, la cual
convertirá todos los colores de nuestras fotografías a blanco y negro.
Estando la imagen binarizada facilitara enormemente la obtención del
contorno de nuestro pie, esto con el fin de obtener las medidas exactas
del pie fotografiado.
Para nuestro proyecto cambiaremos el color de los pixeles de la imagen
(binarizar) para poder trabajar correctamente
o
Algoritmos de contorno:
Una vez obtenido nuestra imagen binarizada, el siguiente paso es obtener el
contorno, con el cual podremos calcular mediante pixeles las medidas que
mencionamos anteriormente.
Entre los distintos algoritmos de contornos tenemos:
Características
Square tracing
Moore-neighbor
Theo Pavlidis
tracing
complejidad
Lineal
Lineal
Lineal
implementación
Sencilla
media
complicada
agujeros
No
No
no
rendimiento
bajo
medio
alto
complicación
Parada y bordes
Parada y bordes
Bordes complejos
complejos
complejos
Tabla 4-3 Algoritmos de contorno
Como se ve en la tabla los algoritmos mencionados son los más conocidos y
tradicionales , todos son de complejidad lineal y no consideran agujeros
internos (esto se resuelve aplicando un algoritmo de agujeros), en todos se
presenta complicaciones como cuando sabes si se llegó al pixel de parada o
poder contornear figuras estrechamente cóncavas o saber llevar bordes
complejos. Pero estas complicaciones siempre pueden solucionarse
aplicándose ciertos criterios.
Para nuestro proyecto escogeremos el algoritmo de Moore-neighboor
modificándolo a nuestras necesidades y teniendo en cuenta criterios que
nosotros mismos daremos para los bordes complejos y el pixel de parada.
o
Caracterización
Con el fin de que aplicando la Técnica nuestros resultados sean
satisfactorios, es necesario obtener las características más importantes del
objeto y almacenarlas para que el modelamiento 3D sea lo más cercano
posible, en el caso del presente trabajo: el modelo 3D del pie de una
persona aplicado a un tipo determinado de horma, a fin de que la horma 3D
del pie de la persona sea a medida del individuo.
Para esto se debe tener en cuenta el tipo de horma y las características
especiales de cada pie; estas características serán obtenidas desde
nuestras imágenes digitales tomadas previamente, ya
binarizada y
contorneadas.
Tendremos en cuenta las siguientes mediciones (características) de
nuestras imágenes contorneadas:

Anchura de tercio anterior

Anchura de tercio medio

Anchura de tercio Superior

Anchura de los dedos

Anchura del talón

Altura de los dedos

Altura de las articulaciones

Altura del meta

Altura del empeine

Distancia de los maléolos

Distancia Talón-cuña
En resumen en esta etapa de caracterización, se obtiene las mediciones
más resaltantes del objeto, para nuestro caso las características más
importantes del pie de una persona para aplicarlo a un tipo determinado tipo
de horma.
o
Modelado 3D
Después de obtener las características más importante de nuestro objetos
3D, las cuales definirán a este por sus medidas, para nuestro caso un pie,
se procede a obtener el modelo 3D.
Aquí se propone un algoritmo propio:
-
Teniendo en cuenta un tipo de
horma (horma neutra para el
presente trabajo) se obtiene un modelo 3D estándar de horma
neutra, la cual sea proporcional al longitud del pie.
-
Reconocer puntos críticos necesarios en la horma desde los cuales
se plasmara las características individuales de cada pie.
-
Dibujar el nuevo modelo ·3D teniendo como base los puntos
críticos con las características del pie, usando líneas y curvas.
-
Aplicar una trama al modelo 3D.
4.1.2
Diseño de la técnica
Adquisicion de Fotografias
• Calibrar la camara
• Tomar la distancia Camara- Pie
Preparacion Marco Parametrizado
• Verificar la posicion exacta del pie en el marco
• Ajustar nuestro marco con la longitud del pie evaluado
• Fotografiar planta del pie y el perfil del pie
Binarizacion
• Aplicar la tecnica de binarizar a nuestras imagenes
Obtencion del Contorno
• Aplicar el algoritmo de contornos a nuestras imagenes digitales
• Obtener 2 Contornos y las caracteristicas del pie
Modelado 3D
• Obtener modelo 3D de horma propocional a la longitud
• Reconocer puntos criticos
• Dibujar el nuevo modelo 3D conservando las caracteristicas
• aplicar una trama
Capitulo 5:
Bibliografía
El negocio de vestir pies especiales. (26 de Marzo de 2013). Perú 21, pág. 2.
A. Brunon, M. M. (2004). Zapatos ortopédicos. En KINESITERAPIA - MEDICINA
FÍSICA.
Gool, L. V. (s.f.). From Images to 3D Models. Communication Technology Lab of ETH
Zürich.
Hejrati, M. (2012). Analyzing 3D Objects in Cluttered Images. University of California,
Santa Barbara , EE.UU.
Nike. (2012). Tecnología en la Insdutria del Zapato. Lima.
O’Kelly, A. D. (2013). Zapatos a medida: elección de moda. Entre Mujeres.
Rothganger, F. H. (2004). 3D OBJECT MODELING AND RECOGNITION IN
PHOTOGRAPHS AND VIDEO. En F. H. Rothganger. University of Illinois at
Urbana-Champaign, USA.
Vergauwen, M. (2007). From image sequences to 3D models.
Vergauwen, R. M. (2007). From image sequences to 3D models. Center for Processing
of Speech and Images, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium.
5.1 Lista de Ilustraciones
Ilustración 3-1 Horma Sin Bisagra ................................................................... 17
Ilustración 3-2 horma con bisagra alfa ............................................................. 17
Ilustración 3-3 horma para inyeccion ............................................................... 19
Ilustración 3-4 horma tendo ............................................................................. 19
Ilustración 3-5 horma prestoaccion .................................................................. 20
Ilustración 3-6 horma recta .............................................................................. 21
Ilustración 3-7 horma neutra ............................................................................ 21
Ilustración 3-8 horma aproximadora ................................................................ 22
Ilustración 3-9 horma separadora .................................................................... 23
Ilustración 3-10 Elaboración manual ................................................................ 24
Ilustración 3-11 Método de sustracción ........................................................... 26
Ilustración 3-12 Método de Adición .................................................................. 26
Ilustración 3-13 Secciones de la hormas ......................................................... 27
Ilustración 3-3-14 Grafico Vectorial .................................................................. 28
Ilustración 4-1 Distancia de Captura de imagen .............................................. 39
5.2 Lista de Tablas
Tabla 4-1 Comparación de cámaras .................................................................. 38
Tabla 4-2 Formato de imágenes ........................................................................ 40
Tabla 4-3 Algoritmos de contorno ...................................................................... 41
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INFORMÁTICA
DISEÑO DE UNA TECNICA BASADA EN
PROCESAMIENTO GRAFICO QUE PERMITA EL
MODELAMIENTO 3D DE OBJETOS CAPTURADOS
MEDIANTE IMÁGENES DIGITALES
TERCER INFORME DEL TRABAJO DE
GRADUACION
AUTORES:
ORTIZ GUTIERREZ FRANKO
SANDOVAL VERJEL YAN
TRUJILLO - PERÚ
2013