Qu’est-ce qu’un nuage de points ? Qu’est-ce qu’un maillage ?

Faites connaissance avec les formes de la donnée 3D.

Trois étapes suffisent pour générer l’objet 3D depuis le réel :

  • Numériser l’objet avec un scanner 3D (1).
  • Importer le nuage de points dans un logiciel de modélisation pour le visualiser (2). 
  • Convertir, grâce à un second logiciel, le nuage de points en maillage (3). 
Visualisation du parking LPA

Dans cet article, nous prendrons comme illustration un de nos cas d’usage actuel : la modélisation 3D d’un bâtiment de 28.000 m2, le parking Cordeliers de Lyon Parc Auto (Lyon, 69002).

3 partenaires, chacun expert dans son domaine, portent ce consortium : Lyon Parc Auto, L’INSA (LIRIS) et ARSKAN.

Le parking, entièrement dématérialisé, a été reproduit à l’identique et au millimètre près. Cela représente 1200 scans et un nuage de points volumineux, réalisés et extraits par AXXESS DATA, expert en relevé laser 3D et modélisation 3D. Le nuage de points a été maillé et transmis à ARSKAN.

Découvrez l’interview d’Olivier Ressy, Président d’AXXESS DATA.

Quel est notre rôle ?

La technologie d’ARSKAN permet de compresser puis de décompresser progressivement les données de 3D, afin de les alléger. Nous avons donc compressé le très lourd modèle 3D du parking par 50, sans perte de précision ou de détails.

1. Le scan

AXXESS DATA a scanné à des emplacements différents et fixes du bâtiment. Cela permet d’obtenir une série de « nuages de points » isolés.

Au terme de leur mission de captation, ils ont assemblés informatiquement les 1200 scans du parking, dans un nuage de points unifié.


2.a. Le nuage de points (« pointcloud »)

Le nuage de points est la matière première des modèles 3D. C’est le premier résultat exploitable en 3 dimensions après le relevé laser 3D. Il peut compter des milliards de points.

Nous enregistrons l’objet sous la forme d’un très grand nombre de points recouvrant sa surface. 

parking 3D
Le bâtiment (ici, le parking Cordeliers de Lyon Parc Auto) est converti numériquement sous la forme de points recouvrant sa surface. Au début des années 2000, on scannait environ 60 points par seconde. Aujourd’hui, on dépasse le million de points.

2.b. Photogrammétrie *

  • Le nuage de points issu de la photogrammétrie représente directement l’intégralité de la scène capturée.
  • S’il est issu d’un scanner, il est possible de le comparer à un seul œil. 

La photogrammétrie produit un nuage de points grâce à plusieurs points de vue (plusieurs yeux répartis dans la scène).

* ensemble des techniques qui permettent de déterminer la forme, les dimensions et la position d’un objet.


3. Points, arêtes et faces : le maillage (« mesh »)

Ce qui constitue un maillage, ce sont les sommets de triangles connectés les uns aux autres par des faces ou facettes. Les informations contenues dans un maillage ou un nuage de points sont les mêmes : il s’agit des coordonnées de chaque sommet. 

L’intérêt du maillage, par rapport au nuage de points, réside en la présence de ces faces triangulaires. Ces dernières forment une surface sur laquelle appliquer une texture

On peut « poser » une texture photographique sur chacune des faces triangulaires du maillage. 

Le mesh permet de créer des captures 3D plus réalistes qu’un nuage de points. Il est également plus facilement interprétable qu’un nuage de points.

cathédrale 3D

Pour quels usages ?

Ce jumeau numérique sera utilisé prioritairement pour la maintenance prédictive. Chaque objet (extincteurs, porte coupe-feu, etc.) sera référencé dans la maquette. Lorsqu’un technicien interviendra, la traçabilité des interventions sera optimisée. Mais c’est aussi plus qu’un simple outil de stockage de documents : des alertes, des notifications, pourront également être envoyées en cas de défaillance d’un appareil.

https://arskan.com/quel-futur-pour-la-visualisation-de-donnees-3d-predictions

arskan.com

Actualité 3D : s’élargir au grand public ?

La course à la 3D se précise cette année, avec la commercialisation de smartphones équipés de plusieurs objectifs. Nous pourront prendre des clichés, et les modéliser en 3D. Les applications sont multiples. Pour n’en citer qu’une, les imprimantes 3D, dont le marché s’est ouvert au B2C avec l’apparition de machines peu coûteuses.

Un exemple de cas d’usage pour les capteurs 3D de Sony.