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Technologies 3D

Mappage de texture des modèles tridimensionnels

Le mappage de texture des modèles tridimensionnels s'inscrit dans les travaux de recherche permanents de l'Institut de technologie de l'information du Conseil national de recherches du Canada (ITI‑CNRC), qui consistent à élaborer et à appliquer des techniques d'imagerie afin d'obtenir des représentations virtuelles qui donnent une impression visuelle extrêmement réaliste. Ce projet de recherche porte sur les principales questions liées à la visualisation et à la manipulation interactive en temps réel de surfaces très texturées. Le mappage de texture y est utilisé pour deux types de représentation virtuelle : des films photoréalistes avec immersion dans l'image et des modèles tridimensionnels qui offrent à l'utilisateur les fonctions de visualisation et de manipulation interactive.

Le domaine d'application : Documentation sur le patrimoine culturel

Les outils et techniques de mappage de texture qui ont été élaborés au cours du projet ont été appliqués dans le cadre de projets de recherche internationaux réalisés en collaboration dans le domaine de la documentation sur le patrimoine culturel. Les fresques murales d'une crypte byzantine et d'une tour médiévale ont fait l'objet des premières études de cas réalisées dans ce projet. Grâce à ces techniques, les scientifiques, les conservateurs, les historiens et les visiteurs peuvent observer et étudier la surface des fresques grâce à une image virtuelle très fidèle à l'œuvre originale.

La Torre Aquila du Castello del Buonconsiglio de Trento

D'autres travaux de recherche ont été réalisés en collaboration dans le cadre du projet PEACH (Personal Experience with Active Cultural Heritage – expérience personnelle du patrimoine culturel actif), qui se déroule à Trento, en Italie. L'objectif de ce projet international est de créer des technologies, tant du matériel que des logiciels, afin de permettre l'appréciation active du patrimoine culturel. Dans l'immédiat, on vise à produire un modèle tridimensionnel texturé aux fins de la manipulation interactive et de la création d'un film photoréaliste avec immersion dans l'image.

L'analyse multi‑sensorielle et la modélisation des espaces physiques en vue d'obtenir des reconstructions virtuelles exactes représentent la contribution de l'ITI‑CNRC au projet PEACH. Il s'agissait de reconstruire une tour du Castello del Buonconsiglio, située à Trento en Italie, dont les murs sont ornés de fresques représentant des peintures médiévales de la série appelée le « Cycle des mois ». Ces fresques décrivent la vie à l'époque médiévale, mois par mois, et donnent une représentation détaillée stupéfiante du paysage, des costumes et de chaque activité quotidienne

La méthode

La méthode de modélisation basée sur l'image utilisée à Trento comportait le recours au balayage laser et au mappage de texture à haute résolution. En raison du contenu extrêmement détaillé des fresques, il était crucial de préserver chaque ligne ou pourtour, ainsi que les détails infimes des peintures. Comme le photoréalisme a une très grande importance, il est devenu évident qu'il fallait régler de nombreux problèmes liés à la distorsion géométrique et radiométrique.

Quand on essaie de préserver chaque ligne ou pourtour et tous les détails infimes, chaque surface légèrement courbée pose des problèmes de distorsion et de discontinuité. La texture des lignes et des pourtours dans les modèles peut être visiblement affectée par n'importe quelle petite erreur géométrique. Ces erreurs peuvent être causées par le mappage du plan triangle et du plan image, par un mauvais étalonnage de l'appareil photographique ou par un mauvais calage d'images.

Les techniques traditionnelles utilisées pour le mappage de texture, qui consistent simplement à voiler l'imagerie statique au‑dessus de la géométrie, ne permettent pas de représenter la réalité. De plus, la plupart des techniques actuellement utilisées pour le rendu des images en temps réel mettent l'accent sur la géométrie plutôt que sur la texture. Dans l'approche de la modélisation basée sur les images, lorsqu'il s'agit d'images à haute résolution, ce n'est pas la géométrie qui affecte le rendu des images en temps réel, mais la taille de la texture. En effet, comme ce projet vise des textures de grande qualité, la taille de la texture peut être assez grosse. C'est alors que la capacité de mémoire peut devenir un important problème.

Les outils d'application

Dans ce projet, on utilise autant que possible le matériel et les logiciels existants pour accomplir les tâches requises. On a recours à de nouveaux algorithmes et à des outils spéciaux lorsqu'il n'existe pas de solutions immédiates pour les problèmes qui se posent. Voici des outils élaborés par le Groupe de la technologie de l'information visuelle de l'ITI‑CNRC, qui ont été utilisés pour ce projet :

TexCapture,un logiciel de mappage de texture, dont la licence de distribution a été attribuée à la société Optech Inc.
ShapeCapture, un progiciel de mesure et de modélisation tridimensionnelles exactes, distribué par ShapeQuest
Le théâtre virtuel (Il teatro virtuale), un logiciel spécial de visualisation interactive, qui a recours à des outils scénographiques.

Publications pertinentes de l'ITI-CNRC

Personne-ressource

Dr. Sabry El-Hakim
Agent de recherche
Technologie de l'information visuelle
Institut de technologie de l'information du CNRC
1200, chemin de Montréal
Édifice M-50, pièce 358
Ottawa, ON K1A 0R6
Téléphone : +1 (613) 991-6381
Télécopieur : +1 (613) 952-0215
Courriel : Sabry El-Hakim

Personne-ressource pour les affaires

Charles Gauthier
Agent de développement commercial
Bureau de développement commercial, RCN
Institut de technologie de l'information du CNRC
1200, chemin de Montréal
Ottawa, ON K1A 0R6
Téléphone : +1 (613) 993-2491
Télécopieur : +1 (613) 952-7998
Courriel : Charles Gauthier