Modelado 3D con escáner láser y fotogrametría: cómo llevar el mundo real a los videojuegos y el cine
Introducción
En los últimos años, el nivel de detalle y realismo que vemos en películas y videojuegos ha aumentado y ha alcanzado un punto en el que muchas veces cuesta diferenciar lo que es real de lo que está generado por computadora.
Para lograr ese realismo, los estudios han recurrido a dos técnicas que permiten capturar el mundo tal y como es: el escaneo láser 3D y la fotogrametría.
Aunque tienen el mismo objetivo el cual es convertir objetos y lugares reales en modelos digitales, cada una lo consigue de forma distinta. El escaneo láser mide distancias con una precisión milimétrica para crear una “copia” exacta de la geometría. La fotogrametría, en cambio, se basa en cientos o miles de fotos para reconstruir no sólo la forma, sino también el color y las texturas reales.
En este documento vamos a explorar cómo funcionan, cuándo conviene usar cada una, cómo integrarlas en un flujo de trabajo profesional y qué retos suelen aparecer al momento de implementarlo. Todo con un enfoque práctico, pensando en su uso dentro de videojuegos y cine.
¿Qué es el escaneo láser y qué es la fotogrametría?
Escaneo láser 3D (LiDAR)
Hace referencia a un dispositivo que lanza miles de haces de luz por segundo y mide cuánto tardan en rebotar. Con esos datos se genera una nube de puntos en el espacio, cada uno con coordenadas exactas. Esa nube es la base para crear modelos 3D muy precisos.
En cine se usa mucho para escanear sets, calles o interiores y así tener una maqueta digital exacta donde los artistas pueden colocar efectos visuales o recrear escenarios virtuales.
Fotogrametría
En lugar de medir distancias, aquí lo que se hace es tomar muchas fotos de un objeto o un lugar desde distintos ángulos. Un software analiza cómo cambian las formas y texturas entre foto y foto, calcula la posición de la cámara en cada disparo y reconstruye la geometría en 3D.
Su gran ventaja es que capta el color y la textura real del objeto, logrando materiales fotorrealistas. Por eso es la técnica favorita para escanear rocas, terrenos, objetos pequeños y elementos con muchos detalles visuales.
Un mejor resultado cuando se combinan
En la práctica, muchos estudios usan las dos técnicas juntas: el láser para obtener la estructura y la escala exacta, y la fotogrametría para cubrir esa estructura con texturas y detalles que parecen reales incluso de cerca.
Cuándo usar cada técnica
- Escaneo láser (LiDAR): perfecto para entornos grandes como edificios, sets de rodaje o calles. También para superficies lisas o con pocos detalles visuales, donde la fotogrametría tendría problemas.
- Fotogrametría: ideal para objetos con mucho detalle, materiales naturales, vegetación, rocas o terrenos. También es más accesible porque solo requiere una cámara y un buen plan de captura.
- Híbrido: cuando necesitas precisión y detalle a la vez, como en un entorno urbano con árboles y mobiliario. El láser define la forma general y la fotogrametría aporta el color y la textura.
Del mundo real al motor de juego o set virtual
1. Planificación
Antes de salir al campo o al set, es importante definir el objetivo:
¿Se trata de un objeto que aparecerá en primer plano o de un fondo lejano? Esto determinará cuánta resolución necesitas, cuántos escaneos o fotos vas a hacer y qué equipo llevar.
También hay que pensar en la ruta de captura:
- Con el láser, es clave ubicar los escáneres de forma que las áreas se solapan para poder unirlas después.
Con fotogrametría, hay que cubrir el objeto o lugar desde todos los ángulos posibles, con un buen margen de solapamiento entre fotos.
Captura
- Láser: se fija el equipo sobre un trípode, se ajusta la resolución y se asegura que cada escaneo tenga puntos en común con el anterior para poder unirlos.
Fotogrametría: se usan fotos bien expuestas y nítidas, con una luz homogénea que evite sombras duras y brillos excesivos.
En ambos casos, conviene incluir referencias de escala (como una regla o un marcador medido) y capturar fotos de una carta de color para que las texturas se vean fieles.
3. Procesado
- Láser: se alinean y limpian las nubes de puntos, se eliminan áreas innecesarias y se genera una malla 3D.
- Fotogrametría: el software analiza las fotos, reconstruye la geometría, genera la malla y crea las texturas.
Si se combinan, se alinean ambos resultados para que coincidan en posición y escala.
4. Materiales e integración
Una vez listo el modelo, se ajustan las texturas para que sean físicamente correctas (sin sombras o iluminación horneada). Luego se importan en el motor de juego o en el pipeline de VFX, donde se prueban con iluminación realista.
5. Optimización
En videojuegos, especialmente, hay que reducir la complejidad de los modelos para que se puedan renderizar en tiempo real. Esto implica crear versiones con menos polígonos, empacar bien las texturas y usar instancias para objetos repetidos y así lograr optimizar el proceso.
Usos en videojuegos y cine
En videojuegos, la fotogrametría se ha vuelto la forma preferida de capturar entornos naturales. Juegos como Battlefield o The Vanishing of Ethan Carter usaron esta técnica para sus escenarios. En entornos urbanos o arquitectónicos, el láser se usa para asegurar que las proporciones y distancias sean exactas, y luego se recubre con texturas fotogramétricas.
En cine, el láser es esencial para el trabajo de matchmoving (hacer coincidir cámaras reales y virtuales) y para las producciones en escenarios LED (virtual production), donde la geometría precisa garantiza que el parallax (ilusión de profundidad) y la iluminación sean correctos. La fotogrametría se usa sobre todo para crear props o elementos que se integrarán en postproducción.
Retos habituales y cómo solucionarlos
- Sombras y brillos en fotogrametría: pueden deformar las texturas. La solución es trabajar con luz difusa y, si es necesario, corregir las imágenes para “quitar” la iluminación.
- Oclusiones y detalles finos: en vegetación o elementos muy delgados, a veces el software no logra reconstruirlos. Aquí ayuda combinar las dos técnicas.
- Escala y registro: si los modelos no coinciden en tamaño o posición, el resultado se ve mal integrado. Por eso se usan referencias medidas y puntos de control.
- Peso de los archivos: tanto las nubes de puntos como las mallas fotogramétricas pueden ser enormes. Es importante limpiar, recortar y optimizar desde el principio.
- Materiales incorrectos: si el color base tiene sombras o reflejos, el resultado final no será realista. Se debe trabajar siempre con materiales físicamente correctos.
Una metodología recomendada
- Definir el objetivo y el nivel de detalle necesario.
- Preparar equipo y referencias de escala y color.
- Capturar con solapamiento suficiente y luz controlada.
- Procesar los datos en software especializado.
- Alinear y combinar (si es híbrido).
- Retopologizar y crear texturas.
- Optimizar para el uso final (materiales, tamaño de texturas).
- Integrar en el motor y probar bajo iluminación real.
Conclusión
El modelado 3D mediante escaneo láser y fotogrametría se ha convertido en un pilar fundamental para la creación de contenidos digitales en cine y videojuegos. Estas dos tecnologías, aunque diferentes en su funcionamiento, responden a la misma necesidad: capturar el mundo real con la mayor fidelidad posible y trasladarlo a entornos virtuales que resulten convincentes para el espectador o el jugador.
El escaneo láser ofrece una precisión geométrica sin precedentes, capaz de reproducir desde la escala de un objeto hasta la de un edificio completo con exactitud milimétrica. Por su parte, la fotogrametría brinda la riqueza visual de las texturas reales, aportando color, imperfecciones y detalles que hacen que un modelo cobre vida. Al combinarlas, se obtiene lo mejor de ambos mundos: exactitud métrica y apariencia fotorrealista, algo que hasta hace pocos años era impensable en la producción digital.
Más allá de la técnica, estas herramientas representan un cambio en la forma de crear contenido. En lugar de que los artistas diseñen un mundo desde cero, ahora pueden capturar lo existente y enfocarse en adaptarlo, optimizarlo y dotarlo de narrativa. Esto acelera los procesos de producción, reduce costos y, al mismo tiempo, eleva el estándar de calidad visual que el público espera.
En videojuegos, esta tecnología ha permitido construir mundos abiertos más creíbles y llenos de detalles auténticos, logrando que la experiencia de juego sea más inmersiva. En cine, se ha convertido en una herramienta indispensable para la producción virtual, el matchmoving y los efectos visuales, donde la coherencia entre lo real y lo digital es crucial para mantener la ilusión de realidad.
Sin embargo, aún existen retos técnicos que deben afrontarse: la necesidad de equipos de alto costo, la gran cantidad de datos generados, los problemas de oclusión y la necesidad de optimización para entornos en tiempo real. Estos desafíos, lejos de limitar su uso, impulsan la innovación en software y hardware, dando paso a soluciones más eficientes y accesibles.
En definitiva, el escaneo láser y la fotogrametría no solo son herramientas tecnológicas, sino también puentes entre el mundo físico y el digital. Gracias a ellas, la industria del entretenimiento puede capturar la esencia del mundo real y llevarla a espacios donde la creatividad no tiene límites, consolidándose como tecnologías esenciales para el futuro del arte digital, los videojuegos y el cine.
Créditos
Autor: Fresny David Chaparro Parra
Editor: Mg. Carlos Iván Pinzón Romero
Código: CG – 20252
Universidad: Universidad Central
Fuentes
Epic Games. (2023). RealityCapture – Photogrammetry workflow. Unreal Engine. https://www.unrealengine.com/en-US/realitycapture
Leica Geosystems. (2022). LiDAR for film & TV. Leica Geosystems. https://leica-geosystems.com
Artec 3D. (2025). ¿Qué es el escaneo láser 3D?.https://www.artec3d.com/es/learning-center/laser-3d-scanning