3D pour la numérisation du patrimoine culturel
La numérisation du patrimoine culturel est de plus en plus exigeante, et il arrive que l’information colorimétrique d’une image ne révèle pas tous les détails d’un objet. C’est pourquoi l’apport de l’information 3D en plus de l’image couleur apporte une réelle plus-value quant à l’affichage et au rendu.
On parle alors de scannage 3D le fait de réaliser une reconstruction en trois dimensions tout en estimant l’information colorimétrique de l’objet. Pour ce faire, il existe deux techniques :
- Géométriques : stéréovision, triangulation laser, photogrammétrie …
- Photométriques : stéréo photométrie, shape from shading …
L’article d’aujourd’hui va traiter de la stéréo photométrie, qui est une technique très efficace pour reproduire des reconstructions 3D de haute résolution. La quantité de papiers de recherche publiés sur le sujet témoigne de l’intérêt et de la pertinence de cette technique photométrique.
Stéréo photométrie
La stéréo photométrie est une technique de vision par ordinateur permettant d’estimer la variation du relief d’un objet en l’observant sous différentes conditions d’éclairage. En effet, la quantité de lumière réfléchie par un objet dépend de orientation de sa surface en relation avec la position de l’éclairage et de la caméra.
Cette caractéristique très intéressante de la lumière autorise la mise en place de ce procédé 3D sur tous les scanners 2D de numérisation patrimoniale dès lors qu’ils sont équipés de plusieurs éclairages.
C’est la combinaison de plusieurs images en couleurs, éclairées de manières différentes, qui permet d’acquérir la métrique tridimensionnelle de l’objet.
Quels objets numériser ?
Il s’agit d’une méthode précieuse pour l’examen d’objets à reliefs texturés relativement plats. De plus, la spécularité (réflexion) et la composition du matériau n’influent pas sur la qualité de la reconstruction grâce au calcul de l’albédo, à savoir le pouvoir réfléchissant d’une surface.
Voici une liste d’exemples non exhaustive d’objets numérisables :
- Gravure,
- Fossile,
- Pièce,
- Tableaux,
- Couverture de livres,
- Tablettes en bois,
- Peintures,
- Papiers texturés,
- Grain de la pierre,
- Nervure du bois.
Cette solution 3D est également intéressante pour faire apparaître ou analyser des défauts comme telles des détériorations ou des éraflures ne pouvant être identifiées sur une simple image couleur en 2D.
(a. pas de compression, b. moyenne compression, c. haute compression)
Quels sont les usages ?
Une fois le scan effectué, nous sommes en possession d’un fichier 3D qui contient les trois coordonnées spatiales de chaque point ainsi que la couleur de l’objet. Suivant la compression de sortie choisie, différentes options s’offrent à l’utilisateur. :
- Préservation et analyse :
Sans compression, le fichier 3D est volumineux en mémoire, mais est caractérisé par une haute résolution et possède un grand niveau de détail. Il sera souvent stocké sur une base de données et peut être ouvert par n’importe quel logiciel de visualisation 3D. - Impression 3D couleur pour un partage physique :
Avec une moyenne compression, le fichier 3D sera adapté à la résolution des imprimantes 3D. Il est possible de créer une réplique couleur de l’objet à l’échelle souhaitée. - Ajout à une bibliothèque digitale pour un partage virtuel :
Avec une haute compression, le fichier 3D sera adapté en mémoire pour l’affichage et la manipulation de l’objet sur une page internet.
Scanner 3D, une réalité ?
Notre offre de numérisation 3D s’adapte parfaitement sur à la gamme de nos scanners linéaires sans modifications hardware nécessaires. De ce fait, l’information colorimétrique respecte les mêmes normes (FADGI, Metamorphoze et ISO 19264-1) que lors de l’usage normal en deux dimensions. Pour la productivité, le temps de traitement du plugin s’effectue en temps réel par rapport au temps de scan, et ce, jusqu’à un format double A0.