Modélisation architecturale et restitution archéologique : des outils numériques d'acquisition et d'aide à la modélisation 3D

International audienceABSTRACT: ARCHITECTURAL MODELING AND ARCHAEOLOGICAL RECONSTITUTION : DIGITAL TOOLS FOR 3D ACQUISITION AND MODELING ASSISTANCEThe MAP-CRAI laboratory leads researches dedicated to 3D acquisition procedures (Mensi's „Soisic‰ laser scanner) and especially to processing the resulting data. The scanner allows the measurement of buildings or architectural details and their restitution based on processing of points clouds data files. To process the data, we chose architectural geometric modeling in order to obtain relevant 3D models, the intended use being architectural representation. Architectural modeling is understood here like a „meta‰ level compared to geometric modeling. This three-dimensional modeling thus forms a language whose vocabulary would consist of geometrical primitives and whose grammar would consist of specific combinatorial rules. To validate this process, it has been necessary to resort to several experimentations. We thus tested the tools developed for the modeling of a classical 17th century building and its environment. These tools were based here on the morphological characteristics of classical architecture: repetition by translatory movement, symmetry, rotation, hierarchical organization based on the architectural orders, etc Finally, the 3D model was completed in the modeling software by additional data, such as the textures, obtained on site by photogrammetric measurement. In the archaeological domain, experimentations validating the data acquisition and the 3D modeling chain have already been carried out on a Gallo-Roman temple and are currently being continued on architectural elements related to Khmer civilization (Cambodia).Another experimentation‚s aspect is the integration of the resulting algorithms in a professional 3D modeling software. These researches aim to facilitate the transition from the acquisition and semantic description step, to a specific geometric modeling known as "architectural modeling" ie: a digital representation form of three-dimensional data completed and adapted to the measured elements.Le laboratoire MAP-CRAI mène des recherches consacrées à la mise en ?uvre de procédures d‚acquisition 3D (scanner laser Soisic de Mensi) mais surtout au traitement des données ainsi obtenues. Le scanner permet le relevé de bâtiments ou de détails d‚architecture et leur restitution sous forme de fichiers bruts de nuages de points. Pour leur traitement, nous avons retenu la modélisation géométrique architecturale afin d‚obtenir des modèles 3D pertinents pour un usage destiné à la représentation architecturale. La modélisation architecturale est comprise ici comme un « méta-niveau » par rapport à la modélisation géométrique. Cette modélisation tridimensionnelle forme ainsi un langage dont le vocabulaire serait constitué de primitives géométriques et la grammaire de règles combinatoires spécifiques. La validation de cette démarche supposait le recours à diverses expérimentations. Nous avons ainsi testé les outils développés pour la modélisation d‚un édifice classique du XVIIème et de son environnement. Les outils se fondaient ici sur les caractéristiques morphologiques de l‚architecture classique : répétition par translation, symétrie, rotation, organisation hiérarchique basée sur les ordres architecturaux, etc. Enfin, la modélisation fut complétée dans un modeleur par des données supplémentaires, telles que les textures, obtenues sur place lors d‚un relevé photogrammétrique. Dans le domaine de l‚archéologie, des expérimentations validant la chaîne d‚acquisition et de modélisation 3D ont déjà été menées sur un temple gallo-romain et sont poursuivies actuellement sur des éléments architecturaux liés à la civilisation khmère (Cambodge). Un autre aspect des expérimentations réside dans l‚intégration des algorithmes développés dans un logiciel de modélisation professionnel. La finalité de ces recherches consiste à faciliter le passage de l‚étape d‚acquisition et de la description sémantique à une modélisation géométrique spécifique dite «modélisation architecturale», c‚est-à-dire sous une forme de représentation numérique de l‚information tridimensionnelle complète et adaptée aux éléments relevés