Modèle 3D texturé et Image de Synthèse : la chapelle romane de St Laurent d'Agny
Données du projet
- Projet concernant un bâtiment historique à St Laurent d'Agny : la chapelle St Vincent (XIe siècle).
Objectif
- Modéliser le monument en 3D.
- Projeter des photos numériques orientées sur la géométrie 3D.
- Obtenir un modèle 3D entièrement texturé.
Besoin exprimé
- Des images de synthèse haute résolution.
- Un modèle 3D navigable dans un environnement de réalité virtuelle.
- 1 film d'animation autour de la chapelle.
Contraintes
- Prise de vue photographique par temps nuageux, afin d'obtenir une homogénéité d'éclairage.
Etude du chantier
Dans le cadre d'un projet de « Recherche et Développement », la société TPLM-3D a effectué un relevé laser scanner de la chapelle St Vincent. Cette chapelle, située à St Laurent d'Agny dans le département du Rhône, est classée monument historique et date du XIe siècle.
Le but du projet était d'obtenir un modèle 3D texturé photoréaliste, afin de produire des images de synthèse haute résolution, des animations vidéo et un modèle 3D navigable dans un environnement de réalité virtuelle. L'innovation de ce projet réside dans l'utilisation de données lasergrammétriques et photogrammétriques : le matériel de pointe utilisé par TPLM-3D (laser scanner HDS 2500 de la société Leica Geosystems et appareil photo numérique 8,1 millions de pixels) ont permis de réaliser un modèle 3D entièrement texturé avec les photos numériques de la chapelle.
Les travaux de terrain ont consisté en un relevé haute densité de l'extérieur de la chapelle à l'aide du laser scanner. Les différents nuages de points ont été regroupés et géoréférencés, afin d'obtenir un seul nuage dans un système de coordonnées déterminé. C'est sur ce nuage de point qu'à été construit le modèle 3D. Un modèle filaire a été créé dans CloudWorx sous AutoCAD, et les parties les plus complexes ont été modélisées sous forme de maillage 3D. Ce modèle filaire et les maillages 3D sont importés dans 3D Studio Max, logiciel de modélisation et de rendu 3D. C'est dans cet environnement que le modèle 3D est finalisé, grâce aux techniques de modélisation polygonale.
Pour texturer le modèle 3D, nous avons utilisé la technique du " caméra mapping ", qui consiste à projeter des photos numériques sur la géométrie 3D. L'objectif est de recréer les conditions de prise de vue en plaçant des caméras virtuelles dans 3DS Max. Cette technique nécessite de connaître les paramètres d'orientation interne et externe des photos numériques : ImgSurveyor, un logiciel développé au sein de TPLM-3D permet d'effectuer ces calculs avec rapidité et précision. D'autre part, un plugin pour 3DS Max, écrit en langage C++, a été spécialement développé pour ce projet. Il permet de placer et d'orienter automatiquement les caméras virtuelles en fonction des données photogrammétriques calculées par ImgSurveyor.
Le modèle 3D est ainsi totalement texturé par caméra mapping. 3DS Max nous permet ensuite de créer un environnement pour compléter l'aspect visuel de la chapelle. On peut ainsi calculer des images de synthèse haute résolution, et des animations vidéo.
La technologie laser scanner nous a donc permis d'obtenir un relevé complet de l'objet à modéliser, avec une vitesse d'acquisition impossible à obtenir en topographie classique. La photogrammétrie architecturale a permis de compléter ce relevé pour obtenir un modèle fidèle à la réalité, en terme de précision et d'aspect visuel.
