La photogrammetrie au service de l’histoire et de l’archéologie

Commençons simplement, vous avez une tête de Mozart qui est unique. Vous désirez numériser une reproduction de votre Mozart en porcelaine afin de la reproduire. Si vous croyiez avoir besoin d’outils spécialisés et hors de prix, détrompez-vous, avec votre simple appareil photo nous allons pouvoir répondre à votre besoin. Dans cet article nous allons explorer les avenues  sont disponible. Dans un premier temps, je vais vous présenter quelques solutions que j’ai explorées. Par la suite, je vais vous démontrer comment transformer des photos en objet 3D avec des logiciels Open Source, donc gratuits. Je terminerai sur les différentes approches d’utilités que cette technologie peut servir dans des projets de recherche et d’archivage. 

Qu’est-ce que la photogrammétrie?

La photogrammétrie est la reconstruction d’un lieu ou d’un objet dans un espace virtuel grâce à la photographie. Grosso modo, vous prenez une panoplie de photos d’un sujet et vous laissez votre ordinateur comparer et joindre les ressemblances entre les photos. Il détecte les angles des prises de vues et la distorsion présente dans vos photos afin de construire un nuage de point dispersé dans un espace tridimensionnel. À partir de ce nuage de points, l’ordinateur calcule la modélisation à faire pour construire un modèle 3D et vous corrigez ensuite ses erreurs. 

 

Pour voir le résultat : http://stejutr.com/Blogue/index.php?article2/photogrammetrie-le-rocher-de-grand-mere-beta

La photogrammétrie au service de l’histoire et du patrimoine

Actuellement, les grands utilisateurs de la photogrammétrie dans notre domaine sont les archéologues. Lorsqu’ils creusent et trouvent un artéfact, ils numérisent le sujet bien souvent tel qu’il est positionné. Ceci les aide dans la reconstruction de l’artéfact rendu au laboratoire.  

Dans un conservatoire ou bien un musée, la photogrammétrie peut mener une diffusion virtuelle d’une collection d’objets. Les artéfacts sont souvent à l’abri du toucher des visiteurs pour des raisons de conservations. La reproduction 3D peut permettre de créer une réplique et permettre aux visiteurs d’avoir tout de même un contact avec l’objet. Par exemple, le guide-animateur pourrait manipuler un exemplaire d’un vieil outil et faire la démonstration de son usage.   Pour les collections ouvertes sur le web, les navigateurs internet supportent désormais la 3D grâce à la nouvelle spécification WebGL. Un musée peut donc enrichir le contenu de son contenu sur son site internet. C’est aussi une excellente façon de conserver une archive. S’il y a une destruction de l’objet, une version virtuelle reste existante et, de plus, elle prend beaucoup moins d’espace. 

La modélisation à partir de photos peut aussi servir à un musée comme un moyen de financement. Par exemple, vous numérisez une statuette inuite dont plusieurs s’étonnent devant elle. Une fois modélisée, rien ne vous empêche de l’imprimer et de vendre une réplique à la boutique. Cela fait de beaux cadeaux-souvenirs pour les enfants.

En restauration, la création d’un modèle numérique peut permettre à faciliter le travail de remise à neuf. L’artisan peut travailler avec précision sur le modèle. Il peut même modéliser une pièce manquante et se créer une matrice servant à la réparation. 

Bref, les applications sont nombreuses. Étant à la porter de tous, la photogrammétrie peut facilement se démocratiser. Nous n’avons point besoin d’être un génie de l’informatique pour créer des modèles simples. Dans mes prochains articles, je vais vous montrer comment faire. Voici  par quoi il faut commencer.

 

Comment faire?

Photographier l’objet

Tout commence par une bonne prise de photos. La méthode simple est prendre un objet quelconque et de le placer sur une table où vous pouvez facilement faire le tour. Il suffit de prendre une photo de chaque angle de l’objet que vous aurez disposé au centre de la table. Plus il y aura de photos, plus la modélisation sera précise, mais plus le traitement des données sera long. Le minimum est qu’un élément de l’objet se retrouve sur un minimum de 3 photos. Bref, prenez un cliché et déplacez-vous de quelques degrés vers la droite et répétés jusqu’à 360 degrés. Pour un objet simple sans grand détail, une trentaine de photos peut suffire. C’est à vous d’évaluer les besoins. Une fois les prises terminées, enregistrez-les sous un dossier. Supprimez les doublons et les images ratés. Les photos doivent être bien focalisées sur le sujet. Nous allons expliquer, plus tard, aux logiciels que les photos se suivent et qu’elles sont disposer de manière séquentielle. D’ailleurs, vous auriez pu utiliser une caméra vidéo et découpé les «frames» en JPEG. Il existe aussi la méthode référentielle qui consiste à trouver des référents entre plusieurs photos d’appareil différent placés en ordre ou en désordre, mais cela étant plus capricieux, il sera abordé plus tard dans d’autres articles à avenir. Nous allons rester simples pour débuter. 

 

Quel logiciel utilisé?

Ces dernières années, beaucoup de compagnies ont fait avancer la photogrammétrie. J’ai testé en premiers PhotoScan d’Agisoft. Le logiciel est très simple et efficace. Je n’ai pas eu à me casser la tête. Mais pourquoi ne pas exploré l’avenue de la gratuité, d’autant plus que selon mes observations, j’arrive à un aussi bon résultat ? Le plus compliqué reste souvent l’installation surtout pour les novices qui possèdent un Mac. La plupart du temps, les versions sont déjà compilées et sont prêtes à être installées pour les versions Window. Il suffit de googler ou suivre les instrutions sur les pages des logiciels.  Pour y parvenir, nous utiliserons les logiciels VisualSFM et MeshLAB disponibles sur Linux, Window, FreeBSD et Mac OS X. Personnellement, j’utilise la version Mac OS X, mais l’interface reste la même. Vous trouverez VisualSFM à cette adresse :« http://ccwu.me/vsfm/ » et MeshLAB ici : « http://meshlab.sourceforge.net/ ». 

Je vous explique les étapes à suivre dans mon article sur le sujet.

 

Conclusion

Vous connaissez désormais le fonctionnement de base de la photogrammétrie. Je vous évite les papiers universitaires qui ont permis de rendre cela aussi simple. La modélisation de notre patrimoine est un pas vers l’accessibilité universelle. Mes articles de blogue iront dans ce sens. Si je discute de photogrammétrie, ce n’est pas par tout hasard. Elle sera interpellée dans mes prochains articles qui proposeront des pistes de solution de diffusion du patrimoine historique. J’envisage, d’ici cet été, d’écrire des articles portant sur l’élaboration d’une collection virtuelle. La photogrammétrie sera bien utile.

Dans un autre ordre d’idées, sachez aussi qu’il existe d’autres technologies permettant d’arriver au même résultat. Il existe la Lasergrammetrie qui est plus précise et utilisée souvent en ingénierie et en architecture. Elle est plus couteuse par contre. Mais, il serait pertinent de l’essayer. Sous toutes réserves, il faudrait vérifier à ce que le laser n’endommage pas l’artéfact. 

 

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