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Le 23.09.2015

La 3D sauvera-t-elle notre patrimoine ?

Le Colosse de Rhodes, la Bastille, les Bouddhas de Bâmiyân ou encore le Temple de Baal, à Palmyre… Autant d’édifices aujourd’hui disparus – par la faute de la nature ou de l’homme – dont les noms hantent encore nos mémoires. Pour en garder à jamais un souvenir précis, l’humanité peut désormais s’appuyer sur des techniques numériques de pointe. Explications.

C’est une véritable course contre la montre dans laquelle sont engagés les historiens. Chaque heure qui passe, le risque qu’un site archéologique se dégrade, victime de l’usure du temps ou de la main de l’homme, augmente. Malgré les efforts de conservation et de restauration engagés aux quatres coins du monde, certains pans de notre histoire disparaissent irrémédiablement. Pour la préserver, historiens et informaticiens travaillent désormais main dans la main.

C’est en particulier le cas à Pompéi, où les conditions climatiques endommagent régulièrement les ruines. Fouillée dès la fin du XVIIIème siècle, la villa Diomède a particulièrement souffert de l’usure du temps : ses nombreuses fresques ont aujourd’hui presque disparu. Pourtant, grâce aux efforts conjugués de plusieurs partenaires dont l’ENS, le laboratoire commun MSR Inria, la start-up Iconem ou encore l'équipe-projet WILLOW d’Inria Paris – Rocquencourt, l’ensemble de la villa est sur le point d’être reconstituée virtuellement.

Des photos au modèle 3D

« La villa Diomède est l’un des premiers vestige de Pompéi à avoir été déterré, rappelle Jean Ponce, responsable de l'équipe-projet WILLOW. Au cours des siècles, elle a donc été largement documentée à travers de nombreux dessins, plans et perspectives. Ces éléments, nous pouvons les superposer à notre modèle 3D de la villa pour l’enrichir. Nous sommes capable de créer des vues en perspective et de les comparer avec des aquarelles pour deviner quelle était la position du peintre. On constate d’ailleurs que celui-ci prenait parfois des libertés avec la réalité. »

Pour numériser la villa, les chercheurs ont utilisé près de 30 000 photos et 300 à  400 documents. Certaines images ont même été capturées par des drones.

« Vu la superficie de la villa, 3 500 m2, c’est un véritable gain de temps d’avoir des images aériennes, précise Jean Ponce. On peut facilement instrumenter le drone pour savoir précisément sa position, l’axe de l’appareil photo... Nous utilisons ensuite un logiciel qui va calculer l’emplacement où elles ont été prises. »

Les photos sont alors traitées par le logiciel de photogrammétrie open source PMVS, conçu à Inria. À partir des les positions des appareils photo, il va automatiquement apparier des points détectés dans les images et reconstruire le modèle en 3D. « Les données fournies par le logiciel sont ensuite corrigées par les archéologues à partir de leurs propres relevés », ajoute Jean Ponce.

Un travail collaboratif

Les choses se compliquent lorsqu’il n’existe plus de ruines exploitables. « Numériser un bâtiment encore existant à partir de méthodes de lasergrammétrie ou de photogrammétrie est un processus relativement éprouvé, analyse Nicolas Serikoff, chef de projet Paris 3D chez Dassault Systèmes. Mais lorsque celui-ci a complètement disparu, il est indispensable de s’entourer d’experts – architectes, historiens, etc. – et de travailler ensemble pour générer un modèle 3D plausible. »

Commence alors un véritable travail de fourmi : il faut retrouver un maximum de gravures, de plans, de textes, mais aussi se documenter sur les méthodes de construction de l’époque, le style de l’architecte d’origine… et tenir compte des éventuelles modifications apportées au cours des siècles. « Le problème sur certains documents anciens, c’est qu’il n’y a pas de perspective, ni de respect des proportions, précise Nicolas Serikoff. Or, avec la 3D, impossible de tricher ! Les historiens qui travaillent avec nous sont alors amenés à se poser des questions inédites, sur la taille des murs, la présence des conduits de cheminées… »

Proposant un véritable voyage à travers les âges dans une reconstitution de notre capitale en 3D, Paris 3D s’est enrichi récemment d’une reconstitution de la Sainte-Chapelle. « Nous avons commencé par faire l’acquisition du bâtiment actuel, explique Nicolas Serikoff. Nous avons ensuite travaillé avec Dany Sandron, professeur d’histoire de l’art du Moyen Âge à l’Université Paris-Sorbonne pour lui redonner l’apparence qu’elle avait au XIVème siècle. Désormais, il est possible de voir comment la Sainte-Chapelle a évolué jusqu’à nos jours. Cette photographie à un instant « t » de notre patrimoine, permet de comprendre notre passé et sera utile pour l’étudier dans le futur. »

Vers un apprentissage immersif


Plébiscité par le grand public, cette nouvelle façon de découvrir notre histoire ouvre la porte à des méthodes d’apprentissage innovantes. En combinant ces modèles 3D avec des casques de réalité virtuelle comme l’Oculus Rift, il est alors possible d’offrir une véritable expérience immersive aux élèves. Plus interactifs que les cours magistraux, les cours bénéficiant d’outils 3D facilitent le travail de mémorisation. « Le plus important, c’est de créer un contenu de qualité. Cela prend beaucoup de temps, mais c’est seulement comme cela que cette technologie pourra se démocratiser », juge Nicolas Serikoff. Pour l’instant, il est déjà possible de découvrir Paris 3D sur le site web, en téléchargeant l’application gratuite iPad ou bien encore in situ, sur les différentes bornes interactives installées à la crypte archéologique du parvis de Notre-Dame et à la Sainte Chapelle. En nous offrant un témoignage réaliste d’époques révolues, la 3D est devenue une véritable machine à voyager dans le temps, réalisant ainsi le rêve de nombreux historiens !
 

 

Assassin’s Creed : entre vérité historique et contraintes vidéoludiques

Sorti le 13 novembre dernier, le jeu vidéo Assassin’s Creed Unity du studio Ubisoft a été salué comme une plongée réaliste dans le Paris de la révolution. Nicolas Guérin, directeur level design world pour Assassin’s Creed Unity, revient sur la construction de cet univers virtuel.

Comment avez-vous fait pour recréer avec autant de précision le Paris du XVIIème siècle ?

Nous avons travaillé avec plus de 300 cartes pour comprendre l’évolution du tissu urbain parisien. Afin de disposer de donner topométries, nous comparons des cartes anciennes avec les vues de Google Earth.

Pour les matériaux, nous nous s’appuyons sur les bâtiments de la même époque. Notre objectif, c’est de représenter un Paris le plus fidèle à la réalité : rendre cet univers historiquement crédible fait partie de notre cahier des charges. Pour autant, nous devons tenir compte des contraintes du jeu ; nous sommes obligés de faire certaines concessions car notre personnage va devoir se déplacer sur et dans certains édifices.

 

Dans le cadre du jeu, le héros est amené à explorer des édifices aujourd’hui disparus…

Assassin’s Creed comporte trois catégories de bâtiments : ceux qui ont disparu, ceux qui ont existé mais on changé, et ceux qui n’ont pas subi de modifications. Pour les bâtiments détruits, nous travaillons notamment à partir de gravures pour être le plus proche possible de la réalité historique, tout en gardant une vue d’artiste. Paradoxalement, la Bastille était peu documentée, mais nous avons pu avancer grâce aux maquettes existantes, dont certaines ont été sculptées dans les pierres même du monument. Pour les édifices qui existent toujours, comme Notre-Dame, nous avons pris des milliers de photos sur place et nous avons également eu accès aux archives de la ville de Paris.

 

Concrètement, comment donnez-vous vie à ces édifices ?

Il faut faire un véritable travail d’architecte. Nous commençons d’abord par nous faire une idée précise des dimensions de l’édifice. Ensuite, nos artistes réalisent les structures « en fil de fer » puis nous les assemblons modules par modules. Pour Notre-Dame par exemple, nous avons pu symétriser le bâtiment : ce genre d’astuce nous permet d’avancer plus rapidement. Certains éléments typiques du style gothique flamboyant on également été récupérés pour concevoir la Sainte-Chapelle.

La réalisation de près de 40 édifices parisiens emblématiques nous a demandé un travail considérable : rien que pour Notre-Dame, il y a 3 millions de polygones, 140 vitraux reproduits, soit près de deux ans de travail. Un tel souci du réalisme est véritablement inédit dans l’histoire du jeu vidéo !

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