CIDE (2009) Charbonneau : Différence entre versions

De CIDE
imported>Ali tebbakh
(Introduction)
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(Introduction)
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Pour l’appui:
 
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** hauteur, largeur et profondeur de l’élément.
 
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Il est important d’établir, dès le début de l’élaboration du système, le niveau de détail recherché. Dans notre exemple, nous prenons le parti de nous restreindre à une quinzaine de dimensions extraites à partir du nuage de points. Les valeurs attribuées au détail fin, telles que dimension des moulures, largeur du châssis et du cadre (etc.) sont attribuées par défaut. Cependant, dans le cas d’une ouverture très ouvragée, le détail fin (tel  que les moulures et bas-reliefs) pourra être pris en considération dans la mesure  où  il  aura  été  possible  de  s’approcher  de  l’objet  pour  le photographier. Ceci étant dit, il est évident que le niveau de détail requis est intimement lié à la finalité du modèle.
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Suite aux calculs, un algorithme effectue des vérifications pour évaluer la cohérence des données extraites à partir du nuage de points; il pourra déceler certaines incongruités dans la logique constructive. Dans notre exemple, le système déduit que la hauteur de l’ouverture fait 1.762 m. Or, dans un cas comme celui d’une ouverture perçant un mur de brique, il  faut prendre en considération la question du calepinage. Lorsque l’ouverture est générée avec les dimensions par défaut, la hauteur de l’ouverture est calculé par l’expression suivante (int * ($hauteurBrique  +$hauteurMortier)) dans laquelle "int" est un entier représentant le nombre de rangs de briques. Lorsque la valeur déterminé par le système pour la hauteur de la fenêtre ne correspond pas à un nombre entier de rangs de briques, on peut en déduire qu’il y a imprécision, soit dans l’estimé de la dimension de la brique, soit dans le nuage de points. Dans notre exemple, la fenêtre ferait 25.18 briques de hauteur, ce qui est improbable. Le système arrondira cette valeur à l’entier le plus près (25) et, le cas  échéant, ajustera la hauteur des panneaux en conséquence, tout en respectant les ratios. (Notons qu’ici la dimension standard de la brique ne sera jamais réajustée afin de préserver la cohérence au niveau de  la façade dans son entièreté.)
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Un autre type d’erreur peut surgir si la nomenclature n’a pas été respectée. Le système détecterait par exemple que l’espacement entre les petits bois est inférieur à la largeur de ceux-ci, ou encore que la largeur  du redent est supérieur à la largeur totale du linteau. L’algorithme  effectue donc un ensemble de vérifications. En cas d’anomalie, soit il procède automatiquement à des rectifications afin que l’output soit cohérent, soit il affiche un message indiquant que des erreurs ou des imprécisions peuvent remettre en cause la validité du modèle généré.
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En somme, les valeurs non numériques assignées par l’utilisateur ont un impact sur le type de nuage de points qui sera requis. L’analyse de ce nuage de points, quant à elle, permet d’assigner automatiquement les valeurs numériques aux dimensions. Par la suite, ces données sont traitées par l’algorithme en vue de déceler des anomalies. C’est le flux de l’information à travers les procédures conditionnelles qui fait la richesse d’une telle approche, basée sur le recours conjoint à la photogrammétrie et à la programmation fonctionnelle. Les mécanismes de vérification inclus dans l’algorithme permettent de valider (ou invalider partiellement selon le cas) les valeurs numériques générées automatiquement à partir  du nuage de points. Bref, il s’agit de coller le plus possible à la réalité physique dont rend compte le nuage de points, et ce, tout en respectant la logique des principes de composition de l’artéfact.
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Au terme du traitement des données extraites du nuage de points, l’utilisateur a accès à l’option ‘Mettre à l’échelle’. L’activation de cette option provoque l’affichage, dans l’environnement Maya, de la maquette numérique résultante.
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[[Fichier:CIDE (2009) Charbonneau fig 5.png|center|400px|thumb|Figure 5. Saisie d’écran du modèle 3D à l’échelle]]
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===Troisième étape : les modifications et l’insertion===
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On peut supposer que, dans une majorité de cas, il sera nécessaire d’effectuer certains ajustements et de modifier légèrement la topologie de l’élément, afin de rendre le modèle plus conforme à la réalité. Lorsque les types de composants disponibles dans l’environnement numérique ne correspondent pas exactement ce dont l’utilisateur a besoin, deux pistes sont envisageables :
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::(i) À la fin du processus de restitution, l’utilisateur pourra procéder à des manipulations manuelles, dans l’environnement Maya, pour modifier la topologie de l’objet ; il y aura ajout, retrait ou modification de certains éléments et détails.
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::(ii) Si le projet de restitution se fait en parallèle avec la démarche de recherche, le prototype d’environnement numérique pourra évoluer à mesure que le programmeur remaniera cet environnement pour y inclure un plus grand nombre de types et de cas de figures.
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Au terme du processus de restitution de l’artéfact, et après avoir fait les ajustements nécessaires, il sera possible d’insérer cet élément, ici l’ouverture, dans la maquette du bâtiment complet (et éventuellement d’insérer cette dernière dans la maquette d’un ensemble architectural).
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[[Fichier:CIDE (2009) Charbonneau fig 6.png|center|400px|thumb|Figure 6. Maquette numérique de la façade d’une habitation de type duplex dans laquelle a été insérée l’ouverture]]
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==Conclusion==
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Dans le cadre d’un projet de restitution architecturale, une approche de ce type peut contribuer à optimiser la démarche du modélisateur dans la mesure où l’on arrive à identifier un leitmotiv dans la trame architecturale.  Le  cadre  bâti  à  restituer  doit  être  caractérisé  par la récurrence de certains éléments dont les différentes ‘instances’ sont déclinées avec de multiples variations. Le modélisateur devra établir une typologie de ces éléments architecturaux en fonction des travaux à effectuer et de l’ensemble architectural à l’étude. De plus, la librairie élaborée à partir de cette typologie devra contenir un bon nombre d’objets paramétriques et chacun de ceux-ci couvrir une gamme  relativement vaste de cas de figure. Cette diversité est essentielle. En effet, lorsque le modélisateur aura recours à ce type de système, plus il se verra contraint de retoucher la géométrie de l’objet, plus la pratique nous éloignera du principe du module réutilisable à la base de ce type d’approche.
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Notons en outre que, pour optimiser la performance d’un tel système, il semblerait préférable de travailler dans un premier temps uniquement sur des éléments architecturaux clairement définis (tels qu’ouvertures, corniches, pilastres, etc.) et non sur une façade ou un bâtiment dans son entièreté. D’une part, il est plus difficile d’élaborer une typologie de façade en raison de la multiplicité des cas de figure. D’autre part, étant donné que l’aspect sémantique est crucial, il est important que le nuage  de points demeure de base densité. Si la densité venait à augmenter au- delà d’une certaine limite (une centaine de points par exemple), le nuage pourrait devenir difficile à gérer par l’utilisateur.
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Il est clair que l’élaboration d’un tel système – typologie, objets paramétriques, interface – demande un investissement de temps non négligeable. Cependant, s’il s’agit de restituer un ensemble de bâtiments dans lequel on décèle une homogénéité relative de la forme  architecturale, ce type d’approche pourra porter fruit. Il faut cependant demeurer conscient du fait que le gain de temps réel ne pourra être évalué qu’en comparant la méthode ‘traditionnelle’ (impliquant le recours aux fonctionnalités des logiciels CAD) et la méthode proposée. Ce gain pourrait croître proportionnellement au développement du système; plus ce dernier est étoffé (en termes de types d’ouvertures et de types de composants), plus il y aurait théoriquement optimisation du processus de restitution numérique. Seule la mise à l’essai d’un tel système, sur divers projets de restitution portant sur un cadre bâti relativement homogène, pourra nous renseigner sur l’efficacité de l’approche proposée.
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'''Remerciements :''' Nous remercions le Fonds Québécois de Recherche sur la Société et la Culture (FQRSC), qui a subventionné ce projet de recherche dans  le cadre du programme de Bourse de Recherche Postdoctorale.
  
 
==Références bibliographiques==
 
==Références bibliographiques==

Version du 28 juin 2016 à 15:59

Le recours à des environnements numériques pour documenter le patrimoine bâti : une approche basée sur la complémentarité entre photogrammétrie et objet paramétrique


 
 

 
titre
Le recours à des environnements numériques pour documenter le patrimoine bâti : une approche basée sur la complémentarité entre photogrammétrie et objet paramétrique
auteurs
Nathalie Charbonneau et Pierre Grussenmeyer.
nathalie.charbonneau@umontreal.ca
pierre.grussenmeyer@insa-strasbourg.fr
Affiliations
UMR MAP 694, Équipe PAGE, INSA de Strasbourg, France
In
CIDE.12 (Montréal), 2009
En PDF 
CIDE (2009) Charbonneau.pdf
Mots-clés 
Patrimoine bâti, photogrammétrie, librairie de composants, objets paramétriques, programmation 3D, ouvertures.
Keywords
Built heritage, photogrammetry, component library, parametrical object, 3D programming, openings.
Résumé
Cet article expose une méthode qui a été développée afin de tirer profit de la complémentarité pouvant exister entre objet paramétriques et photogrammétrie, dans le cadre de projets de restitution architecturale. Nous explorons la possibilité d’élaborer la maquette numérique d’un artéfact par le biais d’un processus en trois étapes; i) d’abord sélectionner de façon interactive le type des composants, ii) ensuite, effectuer une mise à l’échelle automatique à partir d’un nuage de points de base densité et finalement iii) effectuer les retouches nécessaires pour adapter la topologie de l’objet virtuel au cas de figure observé. Pour ce faire, nous avons développé un environnement numérique faisant appel aux applications Maya 1 et Photomodeler 2 . Notre étude de cas porte sur les détails architecturaux composant les ouvertures dans les façades de bâtiments résidentiels. Nous retraçons la démarche de restitution à partir d’un exemple de fenêtre à guillotine dont la configuration est typique du patrimoine bâti montréalais.
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