Comment calculer les dimensions d’un bloc avec son nuage de points ?

Un petit article qui présente un bilan de mes réflexions depuis 2010, qu’il m’a paru utile de mettre en forme et de jeter dans le carnet « RAAN » comme une bouteille à la mer… Merci d’avance à ceux qui seront intéressés et qui voudront bien les poursuivre…

J’ai tenté de définir ce qu’est un nuage de points et ce qu’est un modèle géométrique d’un objet architectural (une simplification de la forme à l’aide de figures géométriques élémentaires) afin de montrer l’intérêt qu’il y a à passer de l’un à l’autre et de proposer des outils mathématiques qui permettent ce passage et qui pourront être intégrés sous forme de programmes dans les logiciels.

Il existe différentes méthodes de représentation du nuage de points d’un bloc par des figures géométriques élémentaires. Ainsi, en partant de l’exemple d’un tambour de fût, je présente quelques techniques traditionnelles de détermination du centre d’un cercle et de son diamètre simplement à partir de 2 ou 3 points du nuage, judicieusement sélectionnés. Dans le cas de formes plus complexes et surtout en présence d’objets architecturaux fragmentés, il est possible d’utiliser des techniques d’ajustement basées notamment sur la régression, prenant en compte un plus grand nombre de points du nuage, afin de caractériser de façon plus précise le modèle qui fournira le meilleur ajustement. Ces techniques requièrent l’utilisation de logiciels car les calculs mis en œuvre sont plus lourds.

Citer ce billet : Jean-Jacques Malmary, "Comment calculer les dimensions d’un bloc avec son nuage de points ?," sur RAAN, 26/06/2016, http://raan.hypotheses.org/805.

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Manuel d’utilisation de Photoscan pour le relevé des blocs (IRAA 2016)

A_Chap_Ionique_Def_limites_10eVoici une nouvelle version du manuel « IRAA » de Photoscan qui s’adresse aux étudiants et aux chercheurs qui ne disposent et n’utilisent que ce logiciel pour la chaîne opératoire de l’acquisition à la réalisation d’ortho-images.
Dans ce nouveau manuel, une méthode est proposée pour la réalisation d’ortho-images du fac-similé 3D des 6 faces d’un bloc directement sur Photoscan :
– à l’échelle (rapport de nombres entiers : 1, 1/2, 1/5, etc…),
– et en correspondance géométrique les unes par rapport aux autres.

Je remercie Marc Panneau et Laurent Borel qui ont suscité dernièrement la réalisation de ce nouveau chapitre du manuel. Il m’a paru nécessaire de le faire assez rapidement pour  les étudiants qui s’initient à cette technique et me demandent des conseils. La réalisation d’ortho-images peut être plus aisément effectuée avec d’autres logiciels dont les outils sont plus performants ou moins contraignants mais mon objectif principal est de simplifier la vie des utilisateurs et qu’ils puissent travailler sereinement sans devoir se familiariser avec mille autres logiciels. Il est important de préciser que les ortho-images issues de Photoscan peuvent avoir une bien meilleure résolution que celles issues d’un maillage tridimensionnel texturé qui a été exporté vers un autre format.

C’est une première version, sans doute pleine de non-dits et d’erreurs de frappe. Toutes améliorations ou précisions partagées seront bienvenues.

Avertissement aux utilisateurs
Il ne faut pas que ce manuel devienne un presse-bouton « pousse au crime » et j’attends beaucoup de ceux qui le critiqueront pour qu’il puisse être amélioré (notamment les photogrammètres, les photographes, les architectes et les archéologues qui sont rompus à ce genre d’exercice).
À ceux qui l’utilisent et qui l’estiment suffisant pour leurs études, sachez que, si ces nuages deviennent des objets « patrimoniaux » et ne sont plus seulement considérés comme des aides au relevé classique (les erreurs de construction des modèles 3D peuvent dans ces cas-là être considérées comme quantités négligeables), il sera fortement recommandé de suivre un guide des bonnes pratiques.
Ainsi, une amélioration essentielle devra consister à préciser les précautions d’usage lors de l’acquisition et de la construction du nuage de points. Ces précautions sont indispensables pour produire des nuages de points pour lesquels les correspondances métriques et morphologiques avec l’objet réel sont réellement bien contrôlées. Elles impliquent de bonnes notions en photographie et en topographie (ex : étalonnage de l’optique de l’appareil photo, évaluation de l’erreur pixel et de l’erreur métrique, etc…).

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Jean-Jacques Malmary

Citer ce billet : Jean-Jacques Malmary, "Manuel d’utilisation de Photoscan pour le relevé des blocs (IRAA 2016)," sur RAAN, 23/06/2016, http://raan.hypotheses.org/779.

Perception et représentation numériques en architecture et archéologie

RECHERCHE, ART ET PRATIQUES NUMERIQUES #5

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« Perception et représentation numériques en architecture et archéologie »

Nathalie André (architecte-archéologue, IRAA, CNRS/Aix Marseille Université)
Résumé : antiAtlas des frontières

IMéRA
2 place le Verrier
13004 Marseille
Mercredi 25 mai 2016 – 10 h à 12 h 30

Le relevé du socle de la Victoire de Samothrace, complémentarité du dessin et de la 3D

NIKH_photoNBEn 2014 au musée du Louvre, la restauration de la Victoire de Samothrace entraine le démontage du monument et le désassemblage complet de sa base en forme de proue de navire. L’IRAA réalise le relevé intégral des 24 blocs de cette construction remarquable, avec la mise en œuvre de la photogrammétrie 3D intégrée au protocole de relevé et d’étude architectonique.
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La Victoire de Samothrace après restauration et le maillage tridimensionnel d’un bloc des caisses de rames, © Nicolas Bresch, IRAA Paris.

Le film sur la restauration à l’initiative du Louvre, à voir absolument :

De la vraie 3D… Actualité des techniques

Une petite note en passant sur une expérience d’impression 3D à Athènes et sur une autre technique que je viens de découvrir : le stylo qui permet de dessiner en 3D ! Bien que cela ne fasse pas partie des objectifs de ce carnet hypothèses, faire l’actualité des nouvelles techniques passe inévitablement par la publicité des fabricants. Les premiers dont il est question sont grecs, c’est une façon d’encourager leurs entreprises innovantes qui en ont bien besoin.

L’impression 3D
À la demande du directeur de l’École Française d’Athènes, je suis allé voir rue Massalias, à deux pas de l’Éfa, des ingénieurs qui conçoivent et fabriquent des imprimantes 3D (site web). Le prix de ces imprimantes ne cesse de baisser et elles seront très bientôt à la portée de tous. Au même titre que les logiciels de photogrammétrie par corrélation dense, l’impression 3D est en voie de se démocratiser. C’est le moment ou jamais de réfléchir à ses applications dans l’étude des monuments antiques.
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La fidélité de l’objet imprimé à l’objet réel est encore assez faible. Les traces d’outils ne sont pas très visibles et le rendu des moulurations est encore assez grossier. Les possibilités d’analyse de ce type d’objet sont donc encore insuffisantes en comparaison avec un rapport direct à l’objet original. En revanche, cette technique aura très certainement de très bonnes applications dans l’élaboration d’hypothèses de restitution sous forme de maquettes.

Le dessin 3D
Un nouveau gadget à tester. Encore une raison d’insister sur le fait que le dessin n’est pas mort ! Au contraire, il va lui aussi pouvoir être effectué en trois dimensions. Il semble que ce soit la même technique et la même pâte plastique que celles qui sont employées pour les imprimantes 3D.
Pour voir la vidéo d’un fabricant : Le stylo 3D. Tout cela est certes très filaire et il sera difficile de représenter la massivité d’un monument antique. Mais on trouvera bien des applications intéressantes, peut-être pour des restaurations ou des restitutions complétant les objets 3D imprimés.

Raphaele Héno et Laure Chandelier , « Numérisation 3D de bâtiments, cas des édifices remarquables », Iste éditions 2014

livre_2-54a12-49d6dlivre_1-673d2-49c00Cet ouvrage a « pour objet l’analyse des moyens de levé adaptés aux édifices remarquables pour en restituer les formes avec un niveau de détail optimal. »

Publié par deux spécialistes cet ouvrage très riche constitue une référence en matière de levé des bâtiments par lasergrammétrie et  par les techniques modernes de corrélation dense.

lien vers site de l’ENSG

« Dire l’architecture dans l’Antiquité » sous la direction de Renaud Robert, ancien directeur de l’IRAA, professeur de langue et littérature latines à l’Université de Bordeaux – Montaigne, EA 4593 (CLARE)

Dire l'architecture R. Robert dir.

« Cet ouvrage s’inscrit dans la continuité des études actuelles sur les liens entre arts visuels et langage dans l’Antiquité classique. Si le vocabulaire architectural a depuis longtemps suscité l’intérêt des spécialistes, aucune réflexion globale sur les rapports entre l’architecture et le langage n’avait encore été entreprise. Explorer les rapports entre le texte et l’architecture revient à s’interroger sur la place et la fonction du monument dans la cité antique. La nécessité, pour les autorités civiques, de nommer, de classer ou de désigner les constructions a favorisé le développement d’une nomenclature juridique et d’un lexique technique. La beauté architecturale de ses bâtiments contribue au prestige de la ville. De ce fait, le monument acquiert un statut symbolique qui explique l’importance accordée aux descriptions architecturales dans la littérature ancienne. Ce statut privilégié du bâti explique qu’en retour le modèle architectural ait pu informer la réflexion sur le texte, dont la « construction » est métaphoriquement comparée à l’entreprise de l’architecte. Les contributions réunies dans ce volume se proposent donc d’examiner les différentes manières de « dire l’architecture », prenant en considération un large corpus de textes allant des inscriptions et des traités techniques aux œuvres poétiques. Elles ouvrent la voie à une réflexion sur l’imaginaire occidental de l’architecture.

Renaud Robert, professeur de langue et littérature latines à l’Université de Bordeaux – Montaigne, EA 4593 (CLARE), est spécialiste de l’histoire des idées esthétiques dans l’Antiquité classique.

Ont contribué à cet ouvrage : Joëlle Beaucamp, Frédérique Biville, Charles Davoine, Hélène Dessales, Juan de Dios Borrego, Julien Dubouloz, Cécile Durvye, Pierre Gros, Marie-Christine Hellmann, Gaëlle Herbert de la Portbarré-Viard, Virginie Mathé, Christine Mauduit, Antonio Monterroso Checa, José Antonio Morena López, Jean-Charles Moretti, Évelyne Prioux, Sylvie Rougier-Blanc, Catherine Saliou, Ángel Ventura Villanueva »

Lien vers la collection

Réflexion sur le dessin par Salomon Reinach

Citation

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« Il y a d’ailleurs nombre de peintures et de mosaïques que je connais autrement que par des descriptions et que je n’ai pourtant pu reproduire, faute de dessins utilisables ; on publie de nos jours trop de phototypies et de zincogravures qu’il est impossible de calquer au trait parce qu’on ne saurait y distinguer des contours. Toute édition princeps de ce genre devrait être accompagnée d’un dessin ; c’est l’équivalent de la traduction en langue moderne d’un texte inédit grec ou latin, et c’est aussi le plus loyal des commentaires. Ceux qui s’en dispensent sont des paresseux, ou des gens qui veulent se donner l’air de comprendre ce qu’ils ne comprennent souvent qu’à moitié. »

Salomon Reinach, Répertoire de Peintures Grecques et Romaines (RPGR), Paris, 1922, p. vii, références de la figure : Pomp. RB. V, 29, RPGR, p. 383.

Très beau livre qui illustre merveilleusement les vertus du dessin pour l’analyse et la comparaison des formes : à consulter ici.

Restitution des piliers de tutelle à Bordeaux (Le Journal du CNRS Web)

fenetre Journal du CNRS WEB

Etude des blocs architecturaux et restitution des Piliers de Tutelle à Bordeaux Intervenants : Dominique Tardy, Alain Badie et Jean-Jacques Malmary.

« Les  mystérieux blocs  de Bordeaux »
Réalisateur : Juliette Lacharnay
Producteur CNRS Images:

Lien vers le journal du CNRSweb

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Le relevé d’architecture, entre subjectivité et objectivité

« Le relevé d’un édifice est un processus complexe qui débute par une phase de lecture et d’analyse de l’organisme architectonique et qui s’achève par sa restitution graphique. Certaines phases de ce processus sont interprétatives et donc subjectives et d’autres doivent être objectives.

Pour relever une architecture, il n’est pas possible de mesurer l’infinité de points qui la constitue. Une opération de simplification de l’image doit être menée, c’est-à-dire qu’il faut réduire la réalité à un schéma, en décidant ce qui doit être mesuré. Cette première phase de détermination des points à relever a un caractère subjectif, qui est dépendant du langage architectonique du bâtiment (suivant l’époque ou la nature de l’édifice, les éléments architectoniques à relever sont différents) ou de la raison pour laquelle le relevé est mené. Ainsi les points choisis pour être relevés doivent être significatifs pour pouvoir mettre en relief les qualités formelles de l’œuvre.

L’autre phase qui a un caractère interprétatif se présente au moment de la transcription graphique à une échelle de réduction particulière : dans ce cas également il faut décider ce qui doit être dessiné et ce qui peut disparaitre.

En revanche l’opération de mesure a un caractère objectif et doit être menée en fixant une méthode présentant un degré élevé de précision. » (trad. Zugmeyer)

Docci e D. Maestri, Manuale del rilevamento architettonico e urbano , Ed. Laterza 1994

La représentation de l’architecture

« Il faut d’abord distinguer le dessin de projet du dessin de relevé, en quelque sorte réciproques l’un de l’autre. Dans le dessin de projet, l’homme de génie doit produire des documents graphiques permettant la réalisation d’un objet qui n’existe que sous forme virtuelle dans son esprit. Dans le dessin de relevé, il faut traduire sur une feuille de papier toute la complexité d’un bâtiment existant. L’architecte est ainsi amené à pratiquer le thème et la version d’un langage graphique permettant de passer du plan à l’espace. »

Joel Sakarovitch, Epures d’architecture, Berlin, 1998.