Dans mon dernier billet, je parlais de Milkscanner, un programme qui permet de scanner des objets pour obtenir une version 3D en utilisant un liquide tel que le lait.

L'idée était intéressante car peu coûteuse, mais elle posait un certain nombre de problèmes, le plus évident étant que l'on ne peut pas tremper n'importe quel objet dans du liquide.

Je suis donc allé voir du côté d'un logiciel que je connaissais depuis un certain temps sans l'avoir testé : DAVID.

DAVID : un scanner 3D avec peu de moyens... mais un peu quand même

DAVID utilise une approche assez classique pour scanner des objets. Une ligne laser est projetée sur l'objet ; une webcam filme le résultat et le programme analyse la déformation de la ligne pour en déduire le relief.

Fonctionnement de DAVID

Sur l'image qui précède, on place aussi un repère placé derrière l'objet ; il sert lors de la calibration de la caméra. En effet, l'objectif crée des déformations, tout comme sur un appareil photo. Le repère permet de calculer ces déformations pour ensuite les éliminer.

Après avoir scanné un objet, on peut l'exporter au format .obj ; il est aussi possible de fusionner le résultat avec d'autres scans de l'objet sous d'autres angles, pour reconstruire l'objet totalement.

L'intérêt de DAVID réside surtout dans son prix : le logiciel en lui-même est gratuit (la fonction de fusion est payante, mais d'autres logiciels gratuits permettent de s'en passer), et donne de bons résultats même avec des lasers bas de gamme. Un niveau laser de bricolage pourra donner de bons résultats !

Quelques tests

Après quelques essais pour se faire la main, on parvient assez facilement à obtenir des résultats intéressants. Les points clés ne résident pas tant dans le matériel que dans la qualité de construction du repère et des manipulation : si les feuilles sur lesquelles sont imprimées le repère sont gondolées ou que l'angle n'est pas de 90°, si on balaie trop rapidement l'objet avec le laser ou que l'angle n'est pas assez grand, les résultats seront médiocres.

Pour preuve, voici mon premier objet scanné ; au départ, il s'agissait d'une sculpture d'éléphant.

Elephant scanné avec DAVID: Un premier test... plutôt raté.

En revoyant la conception du repère et en améliorant les conditions de travail, mais aussi en modifiant les paramètres de la caméra (exposition, luminosité, saturation, etc), j'ai rapidement pu améliorer mes résultats. L'image qui suit est un de mes derniers essais ; il s'agit d'un fossile de trilobite.

Version numérisée du fossile

Sur l'image, on note la présence de deux types de trous :

• Des trous formant des lignes parallèles : ils viennent du fait que lorsque j'ai balayé l'objet, je suis passé trop rapidement sur ces endroits. Pour éviter ces trous, on peut soit effectuer un second balayage, soit scanner plus lentement. S'ils sont suffisamment petits, il suffit d'utiliser la fonction d'interpolation de DAVID, qui comblera les trous.
• Des gros trous qui sont en fait des ombres portées ; l'objet étant en relief, le laser peut ne pas atteindre toute la surface. Pour supprimer ce défaut, on peut soit balayer une seconde fois en déplaçant le laser, soit tout simplement enregistrer cette passe et en faire d'autres après avoir tourné l'objet. On fusionnera ensuite les passes. C'est cette dernière solution que j'ai choisie.

Au final, on obtient un objet en haute résolution : 250 000 vertex et 500 000 faces pour le modèle de trilobite !

Trilobite: version haute résolution d'un fossile de trilobite ( 8cm de long)

Pour des applications temps réel, j'ai enfin réduit la résolution d'un facteur 200 environ.

Trilobite: version low poly du fossile, avec texture et en temps réel.

L'objet n'est pas fini, je dois encore générer une normal map à partir de l'objet haute résolution, afin de garder un maximum de détails pour le relief.

Pour en savoir plus

Une seule adresse : http://www.david-laserscanner.com. Vous y trouverez le logiciel, une boutique de lasers, un forum assez réactif en cas de problème et une aide assez détaillée sur la technique.