Comparação entre cinco sistemas de digitalização 3D por fotogrametria aplicados à antropologia forense e odontologia legal / Comparison of five photogrammetry 3D digitizing systems of applied to Forensic Anthropology and Forensic Dentistry

RESUMO

A análise forense de restos mortais e outros vestígios pode ser complementada pela digitalização tridimensional (3D). A fotogrametria de curta distância, consiste na extração de informações geométricas 3D a partir de imagens fotográficas. O objetivo deste estudo foi comparar cinco sistemas de digitalização (Photoscan®, 123dCatch®, ReCap360®, PPT-GUI® e OpenMVG®+MVS®) quanto à operabilidade e qualidade das malhas 3D geradas a partir de 42 fotografias de um crânio seco, tomadas com um smartphone. Duas escalas métricas ABFO nº2 foram posicionadas rente ao crânio. Após o processamento, as nuvens de pontos 3D resultantes foram convertidas em malhas 3D e/ou texturizadas quando necessário, e redimensionadas em escala 11. O número de vértices, faces, fator de escala e uma medida conhecida foram registrados. Recortou-se as regiões que não faziam parte do crânio e novamente o número de faces e vértices foi registrado. Para operabilidade, avaliou-se tempo de processamento, necessidade de conexão à Internet, funcionalidade limitada por versão não paga, texturização automática, entre outros parâmetros. Para qualidade, as malhas também foram avaliadas em seu aspecto visual, em seu aspecto quantitativo de vértices e faces, e diferença estatística das médias das medidas. Embora o uso de duas escalas idênticas tenha gerado artefatos, todos os programas geraram malhas tridimensionais adequadas, com algumas diferenças no resultado final e na operação. Cada ferramenta obteve resultados satisfatórios dentro de suas particularidades. Photoscan® teve operabilidade e resultados bons, porém seu custo pode ser um obstáculo. ReCap360® e 123dCatch® são fáceis de operar, mas dependem de Internet e possuem funcionalidade limitada.

ABSTRACT

Forensic analysis of skeletal remains and other evidence can be complemented by three-dimensional (3D) scanning. Among the available methods, close-range photogrammetry consists of extracting 3D geometric information from photographic images. The objective of this study was to compare five systems (Photoscan®, 123dCatch®, ReCap360®, PPT-GUI® and OpenMVG®+MVS®) regarding the operability and quality of 3D meshes generated from 42 photographs of a dry skull, taken with a smartphone. Two ABFO n.2 metric scales were placed next to the skull. After processing, the resulting 3D point clouds were converted into 3D meshes and textured when necessary, and resized in 11 scale. The number of vertices and faces was recorded. Then, all regions that were not part of the skull itself were cut out and again the number of faces and vertices was recorded. For operability, it was evaluated the processing time, need for Internet connection, functionality limited by unpaid version, automatic texturing, among other parameters. For quality, the meshes were also evaluated in their visual aspect and in their quantitative aspect of vertices and faces, and statistical difference of the mean of the measurements. Although the use of two identical scales has produced artifacts, all programs have generated adequate 3D meshes, with some differences in the result and operation. Each tool reached satisfactory results within its particularities. Photoscan® had good operability and results, but its cost may represent an obstacle. ReCap360® and 123dCatch® are easy to operate, but depend on internet connection and have limited functionality.