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La numérisation 3d

par | Juil 13, 2017 | Modélisation

Il existe différentes technologie pour la numérisation 3D, on peut citer

–  Le scan par balayage laser
La photogrammétrie
– Projection de lumière structurée
– Le scan par rayon X (domaine médical et industriel)

La photogrammétrie est la technologie la plus facile à mettre en place, chacun avec un smartphone peut scanner un objet par photogrammétrie, c’est donc cette technologie que nous allons voir plus en détail.

La vision humaine est basée sur le principe de la stéréoscopie.
Un objet regardé par deux yeux (vision binoculaire) permet d’en mesurer l’éloignement.

Par analogie, la photogrammétrie est basée sur ce principe. Elle utilise des photographies d’un même objet ou même paysage prisent à des endroits différents, le relief 3D est ensuite reconstitué à partir de ses images.

C’est monsieur  Aimé Laussedat un officier Français polytechnicien qui en 1849 à eu le premier l’idée de photographier des paysages pour effectuer des mesures, il a fait ces premiers essais sur la façade de l’hôtel des Invalides et a ensuite enseigné sa technique au CNAM.

La photogrammétrie a été très utilisée pour réaliser des modèles 3D à partir de photos aériennes, cette technologie à constamment évoluée et il est possible maintenant avec un simple smartphone de numériser en 3D un objet ou un paysage.

Pour la photogrammétrie actuelle, le modèle 3D est réalisé à partir des photos grâce à un algorithme

Le logiciel de photogrammétrie va détecter les pixels en commun entre les images et les immatriculer.
En analysant les positions relatives de ces pixels sur l’ensemble des photos de la scène, un algorithme permet d’en déduire les positions dans l’espace sous forme de coordonnées X,Y et Z ;
Chaque pixel identifié constitue un sommet permettant de générer un maillage triangulé reproduisant la géométrie de la scène.
Les photos sont ensuite plaquées sur le modèle pour le texturer et lui donner un aspect réaliste.

A ) Prise des photos

Voici ci-dessous un extrait de la vidéo Youtube de French Clap  https://www.youtube.com/watch?v=egILxDfrzTo
Regardez sa chaine Youtube sur la réalisation audiovisuelle  https://www.youtube.com/user/wantedlyrica/videos

 

Quelques conseils supplémentaires :

Plus la résolution de votre appareil sera élevé plus la définition de vos photos sera importante et plus vous obtiendrai un modèle précis par rapport à la réalité.

Photogrammétrie d’un objet :
Si votre objet a une surface brillante qui réfléchie la lumière, le modèle 3D final risque d’avoir des trous à la surface aux endroits les plus brillants. Il faut dans ce cas appliquer une poudre matifiante sur la surface.

Photogrammétrie à l’extérieur ( statue, bâtiment … ), photos prises au sol ou avec un drone :
Ne faites pas les photos par temps ensoleillé sans nuages. Choisissez un jour ou le ciel est couvert, afin d’avoir la même quantité de lumière quel que soit votre position autour de ce que vous photographiez. Il faut éviter les ombres.

Vous pouvez prendre de 20 à 50 photos d’abord autour en face et ensuite autour au dessus

remake-creation-photo

Le calcul du modèle 3D à partir des photos nécessite une puissance de calcul assez importante.
Si vous choisissez la création du modèle 3D « Offline » grâce à votre ordinateur il faut que celui ci soit récent et rapide et avec suffisamment de mémoire vive, 16G minimum.

Vous pouvez choisir « Online » dans ce cas les calculs vont se faire dans le cloud de l’entreprise Autodesk
Si vous avez une licence personnelle ou Education ceci est gratuit pour une qualité normale.
La qualité normale est largement suffisante pour des besoins particuliers et bien au dessus de beaucoup de modèles 3D téléchargeables sur internet.

photo-local-drive

A360 Drive est le cloud de stockage d’Autodesk

Le plus souvent vos photos sont en local, dans votre clef USB ou votre disque dur

 

 

options-creation-modele-3d

Après avoir sélectionné l’ensemble des photos, donnez un nom à votre modèle 3D
Puis mettez les options Auto-Crop et Smart Texture sur « On »

Vous pouvez ensuite visualisez la progression de téléchargement des photos dans le cloud et la création du modèle 3D

progression-cloud-drive

dans la partie « My Cloud Drive »

Vous pouvez ensuite télécharger le modèle 3D au format remake (extension RCM) et aussi commencer à effectuer des modifications sur votre modèle avec les différents outils de Autodesk remake.

 

 

Modification du modèle 3D avec Autodesk ramake puis Fusion 360

Voici ci dessous des exemples de conception ou reconception de modèles avec la photogrammétrie, Autodesk remake et Fusion 360

Ces vidéos font partie des ressources du site officiel du logiciel Autodesk remake
https://remake.autodesk.com/resources

 

1 ) Reconception d’une pédale de vélo

 

2 ) Création d’une flute à champagne inspirée de la nature

 

3 ) Reconception plus ergonomique de la poignée d’une lampe de poche

 

 

Meshroom est un logiciel Opensource de photogrammétrie

Il est édité par AliceVision qui est un groupe de recherche initié au départ par l’école des Ponts ParisTech, le centre scientifique et Technique du Batiment, l’Institut National Polytechinque de Toulouse, l’INRIA.

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