Le “camera mapping”

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Le “camera mapping”

Les techniques de modélisations sont très variées, et aucune d’entre elles n’est meilleure ou moins bonne. Tout dépend des sources disponibles et du résultat recherché. La technique dite du “camera mapping” permet de reconstruite la 3D à partir d’une ou plusieurs vues .

C’est la technique que nous utilisons pour créer des modèles à partir de cartes postales anciennes ou d’illustrations. Plus le nombre et la qualité des images sont important meilleure sera le résultat. L’idéal est d’avoir une collection d’images de qualité équivalente sous différents points de vue. Mais cet idéal n’est en pratique jamais atteint dans le cadre de reconstitution historiques.

A défaut d’avoir une base d’images suffisante, on complètera avec notre bon sens logique. Par exemple, une construction à ces murs verticaux, la construction peut avoir des axes de symétrie, l’espacement des ouvertures peut être régulier, la hauteur d’une porte est connue. Toutes ces informations justifiées ou supposées seront autant d’éléments permettant d’asseoir et de détailler le modèle.

La place Cujas

Pour illustrer cette technique, je vous propose de reconstituer l’ ancienne Ecole des beaux Arts de Bourges, un monument imposant aujourd’hui démoli qui se trouvait au centre de la place Cujas.

Carte postale (1906?)

Les images sources

Pour compléter l’image précédente, je choisis une vue plus latérale du bâtiment.

Cette vue donne des indications sur le relief de la façade. Le bâtiment présente une symétrie évidente gauche – droite , mais on peut voir que l’arrière du bâtiment est en symétrie avec l’avant. par contre, la lignes de fuites
Cette vue est prise de plus haut, la déformation des verticales est moins sensible. Cette vue sera sans doute la plus facile à exploiter, mais elle manque de détail.

Le cadastre et une vue aérienne confirme la position, les dimensions et la symétrie du bâtiment.

Extrait de geoportail – vue satellite + cadastre
Place Cujas en juin 1923. Extrait de "geoportail - remonter le temps" - Vue aérienne de 1923
Extrait de “geoportail – remonter le temps” – Vue aérienne de 1923

Les autres images et cartes postales en ma possession n’apportent rien de significatif à la modélisation. Ce qui rend l’exercice de modélisation assez intéressant!

Poser les bases

La première étape consiste à “poser” la structure du bâtiment dans l’espace en 3 dimension, et de trouver la position des prises de vues (ainsi que la distance focale) relativement au bâtiment.

J’utilise le logiciel Blender en version 2.92 (logiciel libre que vous pouvez télécharger et utiliser gratuitement)

Après avoir importé et mis à l’échelle la vue aérienne 1923, je positionne un parallélépipède représentant l’école. En supposant que les murs soient verticaux et les côtés de bâtiment perpendiculaires. L’élément qui e manque est la hauteur du bâtiment, mais nous verrons cela plus tard.

J’affine rapidement ce bloc en utilisant une fonction symétrie (mirror modifier X and Y) et en créant un décrochement. Le mode miroir simplifiera mon travail plus tard.

Positionner les points de vue

C’est l’opération la plus délicate à ne surtout pas rater, car une erreur à cette étape pénalisera tout le travail ultérieur.

Il faut positionner le point de vue dans le logiciel 3D relativement à l’ébauche modélisée pour que l’image source coïncide parfaitement avec l’ébauche, à l’exception de la hauteur que je ne connais pas encore. Je recommande de créer une “camera” pour chacune des photos sources.

L’image source est l’image de fond de la camera (le rectangle orange). Le bloc gris en bas à gauche de l’image est notre ébauche du bâtiment. on voit bien issu que la camera point dans la bonne direction mais que son “assiette” n’est pas bonne. La caméra doit pointer plus bas.

En jouant sur la position, l’orientation, et la longueur focale de la camera, on obtient un résultat acceptable. Nota : il est conseillé de s’aider de règles de bon sens : appareil photo sur pied donc à 1m50 du sol, intersection des bords ou du centre de l’image avec le modèle, niveau de l’horizon, etc. Ne pas oublier non plus que le photographe peut utiliser des systèmes pour redresser les perspectives (objectifs à décentrement), et que les proportions de l’image source ont pu être altérées lors des différentes reproductions.

L’ébauche 3D du bâtiment se superpose correctement à l’image source ! L’affinement du modèle peut commencer.

L’étape critique est passée avec succès. Je ne vous détaille pas les étapes suivantes, qui sont simples et s’enchainent rapidement. L’ébauche est sous divisées avec des plans de coupe verticaux et horizontaux. J’utilise personnellement des “cut” et des “extrude”, et je divise en objets plus simples pour les dupliquer plus facilement. Passons tout de suite au résultat qui est une modélisation assez grossière mais suffisante.

La modélisation apparaît sous l’aspect de lignes oranges

Les étapes suivantes

A la fin de cette première étape, j’ai un modèle 3D acceptable. Je vais maintenant pouvoir le valoriser en utilisant des techniques différentes.

Technique 1 : le UV mapping des images sources

J’applique la photo d’origine sur le modèle. (UV mapping “project from view”). ce modèle est très cohérent avec la carte postale d’origine et est la base pour créer une carte postale animée.

Le modèle en utilisant les photos comme texture. A cette étape, peut “tourner” autour du modèle. On remarque en bas des murs les attelages de la cartes postale

Technique 2 : le modèle 3D complet full (“high poly”)

Dans la technique précédente, je me contente d’un modèle simplifié (low poly). Mais je peux continuer à détailler le modèle de manière à traduire tous les détails dans le maillage du modèle, jusqu’à modéliser chaque pierre si nécessaire. je passe alors du maillage low poly de quelques milliers de faces, à plus de 100 000 faces (voire beaucoup plus).

Variantes et Accélérateurs

Pour aller plus loin et plus vite, vous pouvez utiliser des outils complémentaires.

Calculer facilement la position du point de vue.

Vous tracez les lignes de fuite. l’addon fait le reste. BLAM, Camera calibration PVR.

fSPY camera calibration add on

UV mapping “project from view”

Un tuto très pertinent pour notre exemple, pour un utilisateur averti.

Et surtout si vous avez des questions, n’hésitez pas .

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