Interprétation et critique des résultats

Les résultats que nous avons obtenus proviennent des deux reconstructions qui ont été faites d'aprés les objets du Louvre.

La première reconstruction

Le simple fait que cette reconstruction est pu se faire est un résultat en lui même. Pour pouvoir effectuer cette reconstruction, nous avons du adapter chaque étape de la reconstruction et c'est pourquoi la première reconstruction de la statue, avec une résolution normale (1024) et les images en taille réelle ne sera prête que vers fin novembre.

Détaillons un peu les différentes étape de la reconstruction:

Acquisition des images

Globalement, nous n'avons pas atteint les objectifs qui nous étaient fixés mais ceux-ci étaient certainement optimistes. Voici les principaux problèmes:

• Par manque de temps, nous n'avons pu faire qu'une seule séquence de l'objet, alors que nous pensions en faire deux ou trois, avec des angles différents. Il faut noter que lors de la deuxième acquisition, au bout du même laps de temps, nous n'avions pas pris une seule photo, ici, nous en avons déjà pris 160.
• Les images sont de mauvaise qualité, les silhouettes ne sont pas saturées, les images de calibration ne sont pas assez contrastées, les couleurs des images de la séquence ne sont pas calibées en couleur.
• Une des images de la calibration ne sera pas exploitable puisque la mire n'était pas entièrement dans le champs de vision de la caméra.

Explication concernant les problèmes survenus:

• Manque d'expérience de notre part, cette acquisition ayant eu lieu une semaine après le début du stage. Nous ne pouvions connaître tous les besoins et les précautions à prendre pour l'acquisition.

  Si cette acquisition a eu lieu dans l'urgence, c'est que notre contact au Louvre devait s'absenter durant un mois entier; il fallait donc faire la reconstruction en sa présence, et il nous fallait une séquence pour pouvoir travailler. L'acquisition a donc eu lieu avant.

• C'était la première fois qu'une acquisition dans le but d'une reconstruction 3d était réalisée au LRMF et de ce fait, beaucoup de paramètres étaient inconnus concernant les conditions de l'acquisition: le temps impartis, les compétence à notre disposition sur place, le matériel du LRMF, ...

Les conséquences de ces problèmes seront très réduites. Le principal objectif, était que nous ayons une séquence d'image haute résolution. La mauvaise qualité des images de calibration n'a provoqué aucune conséquence car les images ont pu être exploitée avec des traitements adéquats. Les images des silhouettes seront rattrapées également, grâce aux filtres et utilitaires que nous développerons. Seules les images de la séquence, celles utilisée pour le texturage, resteront un problême car on ne pouvait rattraper les couleurs.

En ce qui concerne l'image de calibration coupée et donc inexploitable, les conséquences sont minimes car elles fait partie des images optionelles pour la calibration.

Calibration des images

La calibration ne posera pas de problèmes et les résultats seront bon, étant donné la bonne qualité des images. ¹⁴

Reconstruction de l'objet

La reconstruction finale de l'objet présentera deux problèmes:

• Les couleurs seront de mauvaise qualité, comme il a été expliqué précédement.

• Le modèle 3D à de grosses erreurs, dues à la forme de l'objet qui a rencontrés les limites de la méthodes.

  Certaines configurations géométriques ne sont pas modélisable avec la méthode utilisée, notamment les concavités. Dans le cas de cette statue, les bras en avant nous empêche de connaitre la profondeur du ventre de la statue.

  Figure 8: La modélisation des concavités

  

  Le chapeau de la statue, concave, sera également impossible à modéliser correctement.

Par contre, plusieurs objectifs ont été atteints:

• L'intégration de la méthode des silhouettes à la reconstruction.

• La gestion d'images à haute résolution.

• Une bonne gestion de la mémoire.

Visualisation de l'objet

Le résultat de la visualisation est fonction du résultat de la reconstruction et du visualisateur lui-même. Au sujet de la reconstruction, les problèmes sont connus (forme et couleur), le visualisateur sera amélioré jusqu'à la fin du stage et va donner de très bon résultat grâce à des corrections apportés à la méthode et à des traitements nouveaux.

Résultat global de la première reconstruction

Au final, les résultats de cette reconstruction sont positifs. Nous avons su rentrer dans le code, l'améliorer et le corriger. Quelques techniques nouvelles ont été implémentées avec succès. Grâce à nos développements, nous avons également pu rattraper certaines erreurs que nous avions commises au cours de l'acquisition. De plus, cette acquisition nous a démontré les limites de la méthode en ce qui concerne les concavités des objets.

La deuxième reconstruction

Les objectifs de cette deuxième reconstruction était différents. Cette fois, il s'agissait d'obtenir deux séquences de l'objet, prises avec des angles différents, dans le but de faire une reconstruction avec deux séquences en même temps. S'il y avait eu deux séquences de la première statue, avec des angles différents, l'artéfact du ventre aurait pu être éliminé. L'utilisation de séquences multiples est une bonne technique pour affiner le modèle 3D d'un objet.

Le deuxième objectif de cette reconstruction est d'obtenir les meilleurs couleurs possible, leitmotiv du projet ACOHIR (Accurate Color ...).

L'acquisition des images

Les conditions de cette acquisition ont été tout autres que lors de la première fois, grâce à l'expèrience acquise, grâce à la disponibilité du studio de photographie, grâce à plus de temps accordé et grâce à la présence de Francis et Yucel, déjà expérimentés dans cette manipulation.

De plus, une personne du LRMF a pu nous faire la correction couleur des images, la différence est constatable.

Figure 9: La profondeur du ventre étant inconnue, une proéminence apparait

Les erreurs commises lors de cette acquisition:

• La deuxième séquence a été effectuée dans un cas extrême, avec la caméra trop proche de l'axe de rotation et nous ne parviendrons à obtenir une reconstruction qu'en bidouillant les programmes de calibration.

• Entre les deux séquences, lorsqu'il a fallu modifier l'emplacement de la caméra afin de changer l'angle de la prise de vue, la focale de la caméra a également été modifiée, ce qui pose des problémes pour la double reconstruction (problèmes qui sont d'ailleurs toujours à l'étude).

L'explication de ces erreurs est simple, en théorie, la double reconstruction, donc en utilisant les deux séquences, ne pose aucun problème, on a simplement une source de connaissance supplémentaire pour construire le modèle 3D ou pour choisir la meilleure texture. Cette opération n'avait néanmoins jamais été pratiquée.

Lorsque nous avons fait l'acquisition, personne ne s'est posé la question de la mise en commun des séquences et les paramètres intrinsèques de la caméra ont été modifiés. Ce n'est que bien plus tard que nous nous apercevrons du problème, lorsqu'il s'agira de superposer les repères des deux séquences.

La calibration

La calibration de la première séquence n'a posé aucun problème. Les résultats sont excellents.

Dans le cas classique, l'axe de vision est perpendiculaire à l'axe de rotation. Dans le cas de la deuxième séquence, l'angle entre les deux axes est de l'ordre de 10 ou 15 degrés. Est-ce que les programmes de calibration ne sont pas concus pour ce genre d'angle ou simplement que l'angle est trop faible? C'est une question qui n'est pas encore réglé (c'est de la recherche quand même). Toujours est-il que la calibration a été possible uniquement en modifiant les programmes de calibration.

Les vrais problèmes se posent avec la reconstruction.

La reconstruction

La reconstruction de la première séquence ne pose aucun problème et le résultat obtenus est bon, surtout les couleurs, grâce à la calibration couleur éffectuée sur les images (on peut quand même distinguer une petite zone dans la nuque de la statue où la couleur a mal été échantillonnée car il sagissait d'une zone cachée de la caméra).

Pour la deuxième séquence, comme la vue de la caméra se trouve quasiment alignée sur l'axe de rotation, les extrémités de l'objet (proche et éloignée du centre optique) ne sont pas découpées. C'est ainsi qu'apparaissent deux cônes de chaque coté de la statue. Cependant, cette séquence n'a pas pour but détre utilisée indépendemment de la première: le maillage 3D ne ressemble pas à l'original, il est proportionnellement plus grand. Son but est d'affiner le découpage de l'objet obtenu avec la première séquence lors d'une double reconstruction.

Pour la double reconstruction, il n'a pas été possible de la faire. Le problème est de trouver la correspondance entre les deux repères des objets afin d'aligner ceux-ci.

La double reconstruction sera un des objectifs principaux du projet après notre stage car elle seule permet de corriger des erreurs ou tout simplement d'affiner la reconstruction.

Résultat global de la deuxième reconstruction

Le principal objectif de cette reconstruction était de procéder à une double reconstruction. Cet objectif n'a pas été atteint. Toutefois, le programme de reconstruction a été préparé à cet eventualité, même si le résultat produits pour l'instant est faux (à cause des problèmes de correspondance entre les séquence).

L'acquisition des images de cette reconstruction a été tardive (14-15 décembre 1999) et donc il n'y a pas eu assez de temps pour régler les problèmes posés par la double reconstruction, problèmes qui n'étaient pas attendus au départ.