Quelles méthodes de captation pour concevoir un contenu en 3D ?

Les graphistes les plus avisés se sont mis à la conception de contenus en 3D depuis un certain temps déjà. À l’heure actuelle, détenir les compétences qu’il faut pour réaliser une modélisation en trois dimensions peut être indispensable même pour effectuer un travail dans le domaine de la 2D. Afin de maîtriser l’art de fabriquer un contenu 3D, il faut connaître les méthodes de captation les plus performantes. Vous trouverez donc ci-dessous les outils à utiliser pour la modélisation des œuvres à partir de leur volume réel.

En choisissant la bonne technique de captation, vous serez en mesure de calculer avec précision le positionnement d’une partie des points de la surface d’un objet appartenant à un système de coordonnées bien spécifique. La méthode de création 3D permet de répartir ces points dans le but d’extrapoler la forme de l’objet. On peut aussi parler d’hologramme 3D. Pour obtenir un contenu 3D réussi, il faut que ce nuage de points soit affiché sur les interfaces graphiques pour faciliter la visualisation des volumes et de la couleur de l’œuvre.

Aujourd’hui, nous allons parler des méthodes que vous pouvez déployer pour avoir le nuage de points qu’il vous faut pour la création d’une image 3D. Il en existe plusieurs, mais nous avons sélectionné pour vous les techniques les plus efficaces. Des scans lasers à la photogrammétrie, en passant par lumière structurée, vous en apprendrez davantage sur ces méthodes de captation pour la fabrication d’un contenu en trois dimensions.

Méthode de captation 1 : les scanners lasers

Les scanners lasers permettent la reconnaissance des formes, mais aussi la modélisation des déformations. Ils consistent à envoyer un rayon laser afin de sonder leur environnement. Il faut quand même noter qu’il existe différents types de scanners lasers que vous pouvez utiliser pour élaborer un contenu 3D avec succès.

Le scanner 3D par triangulation laser

L’utilisation d’un scanner par triangulation est l’une des meilleures méthodes de captation permettant d’obtenir une image numérique très réaliste de l’objet de votre choix. Les scanners que l’on emploie pour cette méthode de création 3D sont composés de trois éléments essentiels qui constitueront d’ailleurs les trois sommets d’un triangle :

• Un émetteur laser.
• Une caméra.
• L’objet à reproduire en trois dimensions.

Il faut aussi avoir un plateau rotatif pour installer l’objet et ainsi pouvoir avoir une vision de toutes les faces qui le composent. Ceci est indispensable pour obtenir une réplique digitale très réaliste.

En général, les scanners 3D par triangulation font appel à des lasers à semi-conducteurs puisqu’ils ont une petite taille et un faible coût. Ils se reconnaissent assez facilement par le rouge de leur faisceau. Dans tous les cas, cette technique permet d’émettre un faisceau laser rectiligne qui se déforme une fois en contact avec l’objet à numériser. Grâce à la caméra ainsi qu’à des calculs trigonométriques, le scanner enregistre la déformation du faisceau afin de définir sa position dans l’espace.

Le scanner par temps de vol

Cette méthode de création d’images 3D utilise un télémètre laser pour calculer la distance exacte entre le scanner 3D et la surface de l’objet à reproduire. Pour ce faire, il faut tenir compte du temps qu’il faut pour réfléchir l’impulsion du faisceau. L’avantage de ce système d’hologramme 3D est qu’il offre un champ angulaire plus important. De surcroît, la portée du laser peut atteindre plusieurs centaines de mètres. L’unique inconvénient est que la création 3D peut être moins précise que celle obtenue par triangulation.

Le scanner à mesure de différence de phase

Cette méthode de captation permettant de fabriquer du contenu 3D consiste à calculer la différence de phase qui existe entre le faisceau entrant et le faisceau entrant. Elle a le mérite d’être rapide et précise, mais la portée est très limitée. En effet, elle est seulement comprise entre 50 et 150 mètres.

L’holographie conoscopique

Il s’agit d’une technologie d’enregistrement plutôt moderne d’hologramme 3D. L’enregistrement en question se fait en lumière incohérente qui doit être compatible avec les systèmes de numérisation, mais aussi avec les méthodes de traitement d’image déployées. Son plus grand atout : sa capacité de mesurer la profondeur d’un trou finement percé. En revanche, ce moyen d’obtention d’une image 3D peut être onéreux et chronophage.

Méthode de captation 2 : les scanners 3D à la lumière structurée ou modulée

Les scanners trois dimensions à lumière structurée projettent un motif lumineux sur l’objet à numériser. Ils se dotent de composants leur permettant d’observer chaque déformation. Le motif, qu’il soit à une ou à deux dimensions, doit être projeté sur l’objet grâce à un vidéoprojecteur LCD ou laser. En clair, l’enregistrement des déformations est réalisé à l’aide d’une caméra du projecteur qui doit être décalée de façon bien étudiée. Un programme informatique spécial se charge de mesurer les distances des points qui forment le motif.

Les graphistes qui souhaitent fabriquer un contenu 3D avec plus d’efficacité peuvent aussi employer des scanners à lumière modulée. De quoi s’agit-il ? C’est pratiquement la même méthode, mais la source possède un cycle et le projecteur se compose d’une caméra qui sert à détecter la lumière réfléchie. Elle calcule également la variation de l’amplitude et définit ainsi la distance parcourue par la lumière. La force de cette méthode de création de contenu 3D réside dans l’absence d’interférences avec d’autres sources de lumière.

Méthode de captation 3 : la photogrammétrie

La fabrication d’un contenu 3D par la photogrammétrie est une technique qu’on pourrait qualifier de contre-intuitive. Ce qui peut sembler impressionnant lorsque vous n’êtes pas encore très familier avec cette méthode de captation est que l’obtention de donnée s’effectue tout simplement avec n’importe quel capteur photo. En d’autres termes, quiconque possédant un smartphone ou un simple appareil photo numérique peut capturer la réalité en trois dimensions.

Pour pouvoir être rendue accessible à tous, cette technologie de création d’images 3D se base sur la vision stéréoscopique humaine. La photogrammétrie est aussi fondée sur le principe de corrélations d’images d’un seul objet, capturées à différents points de vue. Ceci permet de reconnaître automatiquement les points homologues. Pour être plus clair, c’est comme si vous faisiez une captation 2D pour obtenir plusieurs clichés qui vous permettront par la suite de fabriquer un contenu 3D grâce au traitement des images.

Pour finir avec la conception de contenus 3D

En résumé, vous avez le choix entre divers outils de captation pour mener à bien votre tâche de création 3D. Tout dépend de vos habitudes en tant que graphiste, mais aussi de vos moyens et de vos propres préférences. Par ailleurs, ce ne sont pas les seules technologies de captation pour la création 3D. Mais ce sont assurément les meilleurs en termes de modélisation et ceux-ci permettent, entre autres, de bien adapter la palpation à la métrologie.

Il faut aussi savoir que certains objets restent, à ce jour, très complexes à reproduire en trois dimensions. C’est notamment le cas des objets réfléchissants et/ou transparents. Certains graphistes spécialistes de la 3D recouvrent ce type d’objet d’une couche très fine de poudre blanche pour résoudre ce problème, mais l’opération reste toutefois extrêmement délicate.