dimanche 14 juin 2015

La Photogrammétrie ou la Photographie 3D en Archéologie

 

  La photogrammétrie est aujourd'hui ce que le scanner 3D était au début des années 2000, un outil qui ouvre de nouvelles perspectives en matière d’acquisition et d'analyse des données en archéologie. "La photogramé koi ?" "La photogrammétrie ... ? Ah si  ! Ce sont des prises de vues avec deux appareils photo??.." on se rapproche...

En fait, la photogrammétrie c'est (attention définition) une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène, en utilisant la parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents...merci wiki !

En simplifiant, c'est le principe de la 3D avec nos yeux, ils ne sont distants que de quelques centimètres, mais leurs différences de points de vue nous permettent de voir un objet ou une personne en relief (bon avec l'aide de la lumière !). Et bien la photogrammétrie c'est pareil ! 

Deux ou trois photos d'un même objet, prises de points de vue différents, vont permettre aux logiciels (car la photogrammétrie aujourd'hui c'est aussi une analyse faite sur logiciel) de restituer cet objet en image et en 3D  ! L'image et les couleurs de l'objet sont respectées, et la forme obtenue est bien celle de l'objet et non pas seulement celle d'un semis de points modélisé...




 Il est donc ainsi possible de modéliser, un objet, mais aussi un bâtiment, un paysage, un site ou un vestige archéologique simplement en le photographiant...bref tout ce que l'on veut, à condition de pouvoir le photographier convenablement avec un maximum de précision, je parlais de deux ou trois photos, mais en réalité plus le nombre de photos est grand plus la précision est grande, notamment en maximisant le recouvrement des images.
Mais comme dans toutes les disciplines touchant à la photographie, les qualités de l'appareil, du point de vue et de l'éclairage sont primordiales  ! Si on ne parvient pas à résoudre l'équation seul :
EV = log2(n^2/t)
il est peut-être nécessaire de faire appel à un photographe professionnel !  ;-p

Bref, pour revenir à cette introduction comparative avec le scanner, la photogrammétrie n'est bien entendu pas née d'hier, les premiers essais datent de la fin du XIXe et du début du XXe s. mais si on parle déjà de photogrammétrie à cette époque il ne s'agit  pas du même procédé.

 Aujourd'hui nous parlons de la photogrammétrie par corrélation dense ou plutôt de la correspondance d’image par corrélation dense, nous sommes bien dans le domaine de photogrammétrie, mais dans une dimension nouvelle, dont le process est toujours en cours d'ajustement... Bien évidemment, la nouveauté de cette dernière décennie est la montée en puissance irrémédiable des outils numériques au profit de l'argentique et l'appropriation de cette méthode par l'informatique, le développement des puissances de calcul de nos ordinateurs et la création de logiciels idoines. Il existe désormais de nombreux domaines d'exploitation de la photogrammétrie par corrélation dense et l'archéologie en fait pleinement partie notamment sur la question patrimoniale.

Sur cette question des logiciels, l'arrivée récente du géant américain Autodesk sur la scène de la photogrammétrie à donner un sérieux coup de pouce à cette discipline//technique et à son utilisation. En effet avec le logiciel 123D catch, il est devenu un jeu d'enfant de créer ses propres documents et ses objets 3D. Si la suite logicielle est gratuite et à la portée de tous, la qualité (visuelle et scientifique) n'est pas au rendez-vous et la finalité de cette opération est bien entendu assez mercantile puisqu'in fine le but sera de nous vendre des imprimantes 3D...mais je reviendrais sur cette question d'impression 3D et de l'utilisation de la 3D dans un autre billet.

Les autres logiciels sont véritablement tournés vers les professionnels, les logiciels comme Photoscan d'Agisoft ou Photomodeler sont, par exemple, dominants dans le domaine des sciences mais loin d'être à la portée de tout le monde (financièrement et techniquement). Enfin le monde du "libre" se penche de plus en plus sur cette discipline et de nombreux soft (logiciel) gratuits émergent peu à peu avec beaucoup de potentiel. Je pense à MicMac de l'IGN qui fonctionne désormais sur toutes les plateformes (Linux, Windows, Apple) et enfin aux travaux de Y. Egels, (Ancien Professeur de l'ENSG) qui propose une suite de petits logiciels assez puissants pour travailler sur la corrélation dense, ces outils sont simples et complets. M. Egels travaille régulièrement avec les archéologues et m'avait conseillé de suivre ce blog très intéressant.

Donc voici des exemples simples de photogrammétrie, le premier est une animation vidéo que j'ai faite à partir du logiciel 123D Catch dans un sondage d'archéologie préventive en milieu urbain.
Ici le cas d'une excavation faite dans un parking où a été mise au jour l'impluvium d'une villa romaine du centre d'Aix, les sols sont jonchés des enduits muraux qui se sont effondrés après l'abandon des lieux :
 le résultat est un sondage en 3 dimensions dans lequel on peut se balader...





Ici, un exemple un peu plus grand public...une sépulture mise au jour à Aix-en-Provence en 2014.





Enfin voici des blogs traitant de cette question et plus...

- Un blog d'hellico télécommandé et de photogrammétrie 
- Un blog sur la photogrammétrie et les drones ( mon prochain sujet)
- Un blog de Recherche : Archeokopter

Séminaires et formations :


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