Detailed 3D Reconstruction of Monuments Using Multiple Techniques

The use of 3D digitization and modeling in documenting heritage sites has increased significantly over the past few years. This is mainly due to advances in laser scanning techniques, 3D modeling software, image-based-modeling techniques, computer power, and virtual reality. There are many approaches currently available. The most common remains based on surveying and CAD tools and/or traditional photogrammetry with control points and a human operator. This is very time consuming and can be tedious and sustained effort. Lately, modeling methods based on scanners data and more automated image-based technique are becoming available. We will discuss each approach and point out its advantages and disadvantages. We will then present our approach, which is a combination of several technologies. The approach presented in this paper uses both interactive and automatic techniques, each where it is best suited, to accurately and completely model heritage objects and sites. A highly detailed structure or site can be modeled at various levels of detail. Image-based modeling may be used for the basic shape and main structural elements, and laser scanning for fine details and sculpted surfaces. The results of applying this approach were very encouraging and several models were created from sites all over the world. Modeling of the Abbey of Pomposa near Ferrara, Italy, will be presented as an example.Le recours \ue0 la num\ue9risation et \ue0 la mod\ue9lisation 3D pour la documentation du patrimoine s'est accru sensiblement ces derni\ue8res ann\ue9es, surtout en raison de l'\ue9volution des techniques de balayage laser et de mod\ue9lisation \ue0 base d'images, des logiciels de mod\ue9lisation 3D, de la puissance des ordinateurs et de la r\ue9alit\ue9 virtuelle. De nombreuses approches s'offrent aujourd'hui. Le plus souvent, on continue de s'en remettre aux outils de relev\ue9 et de CAO et/ou \ue0 la photogramm\ue9trie traditionnelle faisant appel \ue0 des points de rep\ue8re et \ue0 un op\ue9rateur humain. Cette approche demande beaucoup de temps et d'efforts qui peuvent \ueatre soutenus et p\ue9nibles. R\ue9cemment, des m\ue9thodes de mod\ue9lisation s'appuyant sur des donn\ue9es de scanners et des techniques \ue0 base d'images ont fait leur apparition. Nous \ue9tudierons chaque m\ue9thode en indiquant ses avantages et ses inconv\ue9nients. Nous pr\ue9senterons ensuite notre approche, qui combine plusieurs techniques. Elle fait appel \ue0 la fois \ue0 des techniques interactives et \ue0 des techniques automatiques, chacune l\ue0 o\uf9 elle est le mieux adapt\ue9e, afin de mod\ue9liser de fa\ue7on compl\ue8te et exacte des objets et des sites du patrimoine. Une structure ou un site comprenant de multiples d\ue9tails peut \ueatre mod\ue9lis\ue9 avec diff\ue9rents niveaux de d\ue9tail. La mod\ue9lisation \ue0 base d'images peut \ueatre utilis\ue9e pour la forme g\ue9n\ue9rale et les principaux \ue9l\ue9ments de structure, et le balayage laser pour les menus d\ue9tails et les surfaces sculpt\ue9es. Cette m\ue9thode a donn\ue9 des r\ue9sultats tr\ue8s encourageants et plusieurs mod\ue8les ont \ue9t\ue9 cr\ue9\ue9s \ue0 partir de sites du monde entier. La mod\ue9lisation de l'abbaye de Pompose, pr\ue8s de Ferrare, en Italie, sera pr\ue9sent\ue9e \ue0 titre d'exemple.NRC publication: Ye