[3D] Photogrammétrie, premier essais

La photogrammétrie

Introduction

J'ai découvert il y a quelques jours une technique utilisée entre autres en archéologie pour modéliser en 3D des objets et environnements physiques sans que ça coûte ne trop cher (un appareil photo ou un smartphone suffisent en théorie).

Cette technique c'est la photogrammétrie. Le principe est simple : on photographie un objet sous toutes ses coutures, on lance un petit programme magique qui va comparer toutes les photos et reproduire l'objet photographié en 3 dimensions, texturés, manipulables par des logiciels de 3D (Blender, MeshLab et leurs équivalents payants) !

Voici quelques exemples (plus ou moins réussi) que j'ai pu faire en trois jours.

Les exemples

On peut voir ici quelques limites de la technique.
Le buste a pu être fidèlement reconstitué grâce principalement à sa taille qui nous à permis de faire le tour de l'objet sans difficulté pour prendre les photos (on remarquera tout de même un petit défaut sur le haut du... chapeau de Léonard).
Pour la fontaine ça a été plus dur : elle était gigantesque, une route passait juste devant et quelques touristes se sont arrêtés pour prendre des photos.
Le fusil quand à lui était derrière une baie vitrée dans un musée et, détail intéressant, le logiciel n'a pas été capable de "lier" l'arrière du fusil avec l'avant. Il aurait probablement fallut faire plus de photos vues de dessus, mais la baie vitrée nous en a empêché.

Les logiciels disponibles

• 123DCatch : c'est le logiciel utilisé pour les reconstructions montrées ci-dessus. Son avantage est qu'il est à destination des ignares en 3D et donc très facile d'utilisation   Ses défaut sont de ne proposer des reconstructions que "online" (et donc postées quasi-automatiquement sur la pseudo-communauté de la suite logiciel 123D) et surtout de limiter le nombre de photos à 40 dans le cas des applications Android/Iphone et 70 dans le cas de la version Windows du logiciel (ça peut paraître beaucoup mais j'ai 122 photos de la fontaine en attente...). Je passerais sous silence (ou pas) la qualité un peu moisie de l'interface qui, même si elle est intuitive, bug avec une récurrence désespérante. C'est cependant la meilleure solution pour débuter. Tout est compris dedans : la reconstruction de l'objet, sa visualisation après coup et la possibilité de partager avec nos amis nos magnifiques réalisations.
  
• Python Photogrametry Toolbox ou PPT : la solution des archéologues. Une distribution de Linux dédiée à l'archéologie intègre directement cette solution. Je l'ai testé vite fait mais je n'ai malheureusement obtenu que des résultats médiocres. Je ne me prononce cependant pas encore sur cette solution car il me reste des paramétrage que je n'ai pas testé. C'est là son défaut comparé à 123D Catch : ce n'est pas intuitif. Cependant je pense que la maîtrise d'un outil plus poussé que 123D Catch est nécessaire si on veut vraiment s'amuser avec la photogramétrie.
  
• VisualSFM : la solution Windowsienne en quelque sorte. De la même façon que pour PPT, beaucoup de paramètres sont disponibles mais ce que je regrette vis à vis de PPT c'est que si les tutoriels en ligne ont l'air plus nombreux et complets, ils répètent toujours la même chose et fournissent les mêmes informations (qui ne fonctionnent pas pour moi évidemment). Si je n'arrive vraiment à rien avec PPT, c'est vers cette solution que je me tournerai.
  

Voilà ! J'ai fait un petit tour de ce que j'ai pu découvrir en 3 jours sur la photogrammétrie, si vous connaissez cette technique ou si vous tentez des trucs, n'hésitez pas à partager !

PS : personnellement j'ai uploadé mes modèles sur Sketchfab après les avoir généré sur 123D Catch, que je trouve plus sympa que que le site de 123D Catch

Bluffant

Pour le travail j'utilise une technique un peu similaire, qui consiste à rendre des nuages de points (voxels) à partir de photos et de diverses données chromatique/géographiques. COmme ça par exemple :
http://potree.org/demo/potree_2014.05.23/examples/weiss_cooler_tower.html
http://potree.org/demo/potree_2014.12.30/examples/matterhorn.html

La différence c'est que le nuage de point selon la distance de rendu n'affiche qu'un certain nombre de ses points, et la résolution change dynamiquement, c'est utilisé en 2D dans les jeux récents d'ailleurs.

En tous cas super, je connaissais pas ces logiciels, ça me sera sûrement utilie, merci

Ah il est possible que certains navigateurs ne supportent pas WebGL.
Normalement ça ne demande pas d'installation particulière mais peut être que si ton navigateur est vieux (ou ta connexion internet faible) ça ne s'affiche pas.
Le site racine : http://potree.org/

Après faut que le pc suive aussi, ça demande plus de calculs que les exemples de Taliesin
Au passage il rend super bien le buste, c'est beau !

@Haalysse : ça fait 3 jours que j'ai découvert cette technique, les photos du buste ont pris 10 minutes max, et 123D Catch a mis 5mins pour reconstituer le buste.
Si tu arrives à voir ce que j'ai posté précédemment, tu as WebGL d'activé sur ton navigateur donc le problème avec les liens de Mic ne vient pas de là ^^ (perso j'ai aucun problème pour les voir)

@Mic : de mon côté c'est pareil je crois, c'est issu d'un nuage de point. Il me semble que l'algorithme détecte sur chaque image des "points d'intérêts" et essaye ensuite de retrouver des "formes" communes créées par ces points et grâce au léger décalage il est capable de recréer la forme. C'est comme ça de ton côté ?

Yep apparemment c'est le même principe, j'ai téléchargé 123D pour voir. A part que si je comprends bien ce que tu as au final avec 123D c'est un mesh 3D, donc des polygones, texturés par la photo. Le principe de capture est le même (reconnaissance des points similaires et calcul des perspectives/localisation dans l'espace) mais pas le format 3D qui sont deux techniques différentes.


C'est fou les résultats que ça donne avec simplement un téléphone portable ou un appareil quelconque ...
Surtout quand on compare au prix des prestations pro pour faire de la modélisation in-situ. Je cherchais des solutions pour faciliter la modélisation d'intérieurs de maisons ou d'appartements, je crois que tu m'as donné une super piste là !
Avec en plus tout le barda de réalité augmentée on va vraiment s'y croire dans mes visites virtuelles d'apparts

Très sympa et surtout intéressante cette technique. Le buste rend vraiment super bien c'est impressionnant.
J'espère que tu auras l'occasion d'en faire d'autre c'est vraiment un support original et surprenant, ça nous change de ce que l'on peut voir en temps normal.

D'ailleurs si tu en as le temps et l'envie ce serait vraiment super que tu nous fasses un petit tutoriel de comment on passe des photos de bases à ce super rendu. Je suis sûr qu'il n'y a pas que moi qui serait intéresser de découvrir le déroulement.

Ça permettrait aussi aux quelques Aelisséens qui font de la sculpture de nous présenter leurs œuvres sous un tout autre angle

Mic a écrit:

Ça permettrait aussi aux quelques Aelisséens qui font de la sculpture de nous présenter leurs œuvres sous un tout autre angle

Oh oui j'y avais pas pensé ce serait tellement génial ça !
Définitivement il faut un tuto

Génial !!

Dis donc... Tu viens bientôt à la maison, non ?

C'est dommage de prendre des sculptures si célèbres, je trouve. Les miennes t'attendent avec impatience !!