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group: img-to-3d
description: "Convertir una imagen 2D en un modelo 3D: estimacion de profundidad monocular (Depth-Anything-V2) + reconstruccion de una malla de relieve texturizada exportada a glTF binario (.glb)."
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# img-to-3d — Capability Group

Cluster de funciones Python (dominio `datascience`) para el flujo **imagen 2D → modelo 3D**. A
partir de una sola foto se estima un mapa de profundidad monocular con un modelo de vision y se
reconstruye una malla de relieve (heightmap) texturizada con la imagen original, exportada como
`.glb` cargable por cualquier visor glTF (three.js `useGLTF`/`GLTFLoader`, Babylon, model-viewer).

Promovido desde la app `img_to_3d_webapp` (su backend incrustaba estas funciones; ver
`backend/depth.py` y `backend/bg_removal.py`). El flujo canonico encadena un pre-proceso opcional
de fondo con los dos pasos de reconstruccion:

```
[remove_background (imagen -> rgb+mask)] -> estimate_image_depth (imagen -> depth+image) -> depth_to_relief_glb (depth+image[+mask] -> .glb)
```

## Funciones

| ID | Firma corta | Que hace |
|---|---|---|
| `remove_background_py_datascience` | `remove_background(image_path, engine?) -> dict` | **Pre-proceso (paso 0).** Elimina el fondo en cascada rembg -> GrabCut -> umbral y compone el objeto sobre gris neutro. Devuelve `image` PIL + `mask` ndarray. La `mask` se pasa a `depth_to_relief_glb` para recortar la malla al objeto. |
| `estimate_image_depth_py_datascience` | `estimate_image_depth(image_path, model_name?, device?, use_cache?) -> dict` | Estima profundidad monocular con Depth-Anything-V2 (GPU/CPU). Devuelve `depth` ndarray [0,1] + `image` PIL. Paso 1. |
| `depth_to_relief_glb_py_datascience` | `depth_to_relief_glb(image, depth, out_glb_path, z_scale?, max_dim?, mask?) -> dict` | Convierte `depth`+`image` en una malla de relieve texturizada y la exporta a `.glb`. Con `mask` opcional recorta las caras del fondo. Paso 2. |
| `build_relief_glb_from_image_py_pipelines` | `build_relief_glb_from_image(image_path, out_glb_path, model_name?, device?, z_scale?, max_dim?) -> dict` | **Pipeline one-shot**: compone estimacion + relieve en una sola llamada (imagen -> .glb). Salida JSON-serializable, apta para `fn run`. |

Las cuatro son **impuras** (cargan modelo / GPU / escriben archivo), devuelven `dict` con `status`
(`ok`/`error`) y **nunca lanzan**: los fallos vuelven como `{status:'error', error:str}`. El
pipeline ademas marca `stage` (`estimate`/`relief`) en el error. `remove_background` en
`engine="auto"` nunca falla (cae al umbral NumPy puro sin deps externas).

## Ejemplo canonico (end-to-end imagen → glb)

```python
# Requiere un venv con torch + transformers + trimesh + pillow + numpy.
# Import PLANO: el paquete datascience.__init__ arrastra deps de otros dominios (bs4, duckdb...)
# ausentes en el venv de vision. Ver "Fronteras / gotchas".
import sys
sys.path.insert(0, "python/functions/datascience")
from remove_background import remove_background
from estimate_image_depth import estimate_image_depth
from depth_to_relief_glb import depth_to_relief_glb

IMG = "apps/img_to_3d_webapp/samples/cats.jpg"
OUT = "/tmp/cats_relief.glb"

# Paso 0 (opcional pero recomendado): aislar el objeto del fondo. La mask recorta la malla.
cut = remove_background(IMG)                   # engine='auto' -> rembg -> grabcut -> umbral
assert cut["status"] == "ok"
print(cut["engine"], cut["fg_fraction"])       # p.ej. rembg:u2net 0.42

est = estimate_image_depth(IMG)               # device='auto' -> GPU si hay
assert est["status"] == "ok"
# est["depth"]: ndarray HxW float32 [0,1] (1=mas cerca)  |  est["image"]: PIL.Image RGB

# Pasando la mask del paso 0, las caras del fondo se descartan: malla solo del objeto.
res = depth_to_relief_glb(est["image"], est["depth"], OUT, z_scale=0.35, max_dim=220, mask=cut["mask"])
assert res["status"] == "ok"
print(res["glb_path"], res["vertices"], res["faces"])   # /tmp/cats_relief.glb 36300 71832
# OUT es un glTF binario valido: trimesh.load(OUT) devuelve una Scene texturizada.
```

O en una sola llamada con el pipeline (recomendado para fn run / Launcher TUI):

```bash
./fn run build_relief_glb_from_image_py_pipelines apps/img_to_3d_webapp/samples/cats.jpg /tmp/cats_relief.glb
# {"status": "ok", "glb_path": "/tmp/cats_relief.glb", "vertices": 36300, "faces": 71832, ...}
```

## Fronteras

- **Es relieve 2.5D, no reconstruccion volumetrica.** Deforma un plano segun la profundidad
  (heightmap); no recupera caras ocultas ni el volumen trasero del objeto. Para 3D real
  multivista/fotogrametria, NSP/Gaussian Splatting, esto NO aplica.
- **Profundidad relativa, no metrica.** Depth-Anything devuelve disparidad normalizada a [0,1];
  no comparable entre imagenes ni en unidades del mundo real.
- **No cubre el render/visualizacion.** Producir el `.glb` es el limite del grupo. Cargarlo y
  subirlo a GPU (OpenGL) en una app C++/ImGui es el grupo **`mesh-3d`** (`gltf_load_mesh_cpp_gfx`
  carga justamente este tipo de `.glb`). img-to-3d **produce**; mesh-3d **consume/renderiza**.
- **Deps pesadas y de dos mundos.** Requiere `torch`+`transformers` (vision), `trimesh` (mesh) y,
  para `remove_background`, `rembg`+`onnxruntime` (segmentacion) y `opencv-python` (GrabCut) —
  todas opcionales: el umbral de `remove_background` es NumPy puro. Hoy viven en el venv de
  `img_to_3d_webapp`, NO en el venv del registry. Ademas el `datascience.__init__` arrastra deps
  de scrapers (`bs4`...) que no estan en el venv de vision, por eso el import es **plano** (al
  modulo) y no via el paquete. `fn run` de estas funciones exige un venv que combine ambos mundos
  (torch + transformers + trimesh + rembg/opencv + las deps del dominio datascience). Ver gotchas
  en cada `.md`.

## Prerequisitos

- GPU NVIDIA + CUDA recomendada (corre en CPU pero lento). Primera ejecucion descarga los pesos
  del modelo de profundidad a `~/.cache/huggingface/` y el de `rembg` (U2Net ~170 MB) a su cache.
- Paquetes: `torch`, `transformers`, `trimesh`, `pillow`, `numpy`. Para el recorte de fondo de
  mayor calidad: `rembg` (+`onnxruntime`) y `opencv-python` (ambos opcionales; sin ellos
  `remove_background` cae al umbral NumPy).
