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Des modèles 3D avec une simple webcam

Alors que la construction d'un modèle en trois dimensions nécessite en principe un matériel lourd et coûteux, un groupe de chercheurs vient de présenter un logiciel capable d'en réaliser à l'aide d'une simple webcam, et qui plus est en temps réel. De quoi rendre la modélisation 3D accessible à tous.

L'objet à modéliser (ici celui de la vidéo présentée dans cet article) est simplement filmé avec une webcam reliée à un PC. © Qi Pan, Gerhard Reitmayr, Tom Drummond / université de Cambridge L'objet à modéliser (ici celui de la vidéo présentée dans cet article) est simplement filmé avec une webcam reliée à un PC. © Qi Pan, Gerhard Reitmayr, Tom Drummond / université de Cambridge

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Lors de la vingtième édition de la British Machine Vision Conference (BMVC’09), à Londres, des chercheurs de l’université de Cambridge (Qi Pan, Gerhard Reitmayr et Tom Drummond) ont présenté un système permettant la construction de modèle 3D « en ligne », c'est-à-dire en temps réel, à l’aide d’une simple webcam. L'événement n'est pas anecdotique.

Ces dernières années, en effet, de nombreuses méthodes ont été développées pour construire un modèle 3D réaliste d’un objet. Pour cela, différents équipements ont été utilisés : lasers 2D et 3D, dans le visible ou dans d'autres longueurs d'onde, scanner, projecteur, camera, etc. Ces équipements sont parfois très onéreux, difficiles d’utilisation ou encombrants.


Le traitement du signal se fait en temps rel, en même temps que l'acquisition. Mais il faut plusieurs tours... © Qi Pan, Gerhard Reitmayr, Tom Drummond / université de Cambridge

Une astuce logicielle

De plus, la plupart du temps, le modèle est reconstruit « hors ligne ». En effet, les données (par exemple, l'information laser ou des images) sont tout d’abord acquises, et ensuite seulement l’algorithme de reconstruction se met au travail. Si la modélisation 3D n’est pas satisfaisante, alors les acquisitions doivent être refaites.

Au contraire, la méthode proposée par Qi Pan et ses collègues ne nécessite qu’une simple webcam et permet de reconstruire l’objet en temps réel. Le système estime la structure de l’objet grâce au mouvement de la camera ou de l’objet puis calcule la tetraèdralisation de Delaunay. Ce nom barbare correspond à l’extension de la triangulation de Delaunay de la 2D vers la 3D.

Finalement les tétraèdres non valides sont supprimés et la texture de l’objet est appliquée au modèle 3D afin d’obtenir un modèle réaliste. Grâce à ce système simple et bon marché, la reconstruction 3D devient désormais accessible à tous.


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