Un musée en plein air passe à la 3D grâce aux scanners Leo et Ray II

Mise en place d’Artec Ray II pour scanner la forteresse à Tum, en Pologne. Avec l’aimable autorisation de 3D Master

Qu’est-ce qui peut rendre votre expérience dans un musée ethnographique vraiment à couper le souffle ? Lorsque vous pénétrez dans un endroit où chaque meuble, chaque élément du quotidien, chaque structure, petite ou grande, a été créée des dizaines ou des centaines d’années auparavant, impossible de ne pas vous imaginer comme un habitant d’une ancienne ville. Imaginez maintenant que vous puissiez entrer dans un tel endroit depuis n’importe où dans le monde, découvrir des objets du quotidien et apprendre à quoi ressemblait la vie quotidienne de ceux qui sont nés bien avant vous. Ce type d’expérience est devenu réalité grâce à une collaboration entre un ambassadeur d’Artec et le Musée d’archéologie et d’ethnographie de Łódź, en Pologne.

Préserver l’histoire à l’ère du numérique

Fondé en 1918, le musée possède de vastes collections à la croisée de l’archéologie, de l’ethnographie et de la numismatique. En phase avec son époque, le musée suit et utilise les technologies modernes pour archiver et préserver le patrimoine culturel et historique. Dans le cadre de ces efforts, le musée a accueilli MuzeOn, une conférence sur la conservation, où 3D Master, Ambassadeur d’Artec 3D en Pologne, a été invité à présenter son expertise et sa technologie de scan. Impressionné par les deux, le musée a entrepris de numériser ses expositions en plein air, notamment une forteresse et un immense complexe à ciel ouvert, mission que 3D Master s’est empressé d’entreprendre afin de capturer numériquement ces sites en vue de les visualiser, de les animer et de les parcourir virtuellement.

Scan et animation de la forteresse à l'aide d’Artec Ray II. Avec l’aimable autorisation de 3D Master

Partie intégrante du paysage culturel de la région, le complexe ethnographique de Kwiatkówek comprend plusieurs structures, notamment une maison d’habitation en argile, une cave en terre, un four à poterie et un four à pain. Certains de ces bâtiments sont des reconstructions d’originaux datant de la fin du XIXe siècle et du début du XXe siècle. On y trouve également des petits bijoux historiques bien conservés, tels qu’un moulin à vent de 1820, un moulin à huile du milieu du XXe siècle, qui contient des éléments beaucoup plus anciens, et une forge du début du XXe siècle. L’intérieur des maisons du complexe recrée une habitation familiale rurale typique de la fin de l’entre-deux-guerres. Parallèlement aux expositions historiques, des ateliers animés par des artistes et artisans locaux attirent de nombreux visiteurs.

De son côté, la forteresse de Tum offre un aperçu du patrimoine médiéval de la région. Cette ancienne citadelle date du début du Moyen Âge et présente des vestiges de fortifications, notamment des remparts et des structures défensives. Inutile de dire qu’avec une telle diversité d’objets à scanner, le projet nécessitait à la fois une expertise et des outils adaptés.

La bonne solution, la bonne équipe

Si le musée possédait déjà un Artec Space Spider et l’utilisait pour des projets à plus petite échelle, la numérisation de l’intégralité du musée représentait un tout autre défi, particulièrement en termes de solutions de scan 3D. Conscient de cela, 3D Master a décidé de déployer l’Artec Ray II LiDAR à longue portée, et l’Artec Leo sans fil et piloté par l’IA, afin de capturer les expositions dans leur intégralité et de créer un musée numérique mêlant ides espaces intérieurs et extérieurs.

La combinaison des deux scanners s’est avérée particulièrement efficace dans de nombreuses applications, notamment la conservation du patrimoine. Ray II et Leo sont parfaitement adaptés à la capture en 3D de sites culturels entiers, des éléments les plus délicats aux structures les plus imposantes telles que les châteaux et les églises. Grâce à leur polyvalence, ces appareils ont permis aux professionnels de restituer à la fois des détails ornementaux et des monuments entiers, en parfaite synergie.

Scan du musée en plein air. Avec l’aimable autorisation de 3D Master

« La portabilité du Leo était un avantage considérable, car il ne nécessite pas de cordon d’alimentation, il s’adapte à toutes les conditions d’éclairage et n’a pas besoin d’être connecté à un ordinateur portable pendant son fonctionnement, explique Rafał Wypysiński, directeur technique et chef de projet chez 3D Master.  Il est plus rapide, adapté à une utilisation en extérieur, et peut traiter des vastes zones aussi bien que des petites pièces. De plus, il permet une intégration rapide et facile des données provenant de différents scanners, pour un résultat final remarquable. »

L’équipe a commencé le processus de numérisation avec Ray II, en scannant depuis plus de 60 endroits autour du site du musée. Tandis que Karol Komorowski déplaçait et gérait le Ray II, Piotr Wieczorek utilisait le Leo pour capturer des pièces plus petites et plus complexes des expositions. En seulement une journée, l’équipe s’est déplacée d’un site à l’autre, capturant la forteresse et la forge, ainsi que toutes les pièces situées à l’intérieur des bâtiments du musée et toutes les expositions dans les parties en plein air du complexe. De retour à leur bureau, les spécialistes ont importé les données dans Artec Studio, où ils ont aligné les scans grâce à l’Alignement global, et généré un maillage triangulaire afin de créer les premiers modèles 3D.

Les conditions météorologiques, qui semblaient favorables, n’étaient pas forcément idéales pour le scan : un soleil de plomb et des vents forts ont posé quelques problèmes à l’équipe, qui a dû éliminer les écarts de texture et assurer la stabilité tout en utilisant un trépied pour surélever le Ray II. Cela n’a pas empêché 3D Master de venir à bout de la tâche et même de se livrer à des expériences pour comparer les résultats de texture du Ray II et du Leo. Il ne restait plus qu’à passer à l’étape finale : le traitement des données.

Comparaison de la capture des couleurs  de petits éléments tout en scannant une peinture murale : Artec Leo (à gauche) et Artec Ray II (à droite). Avec l’aimable autorisation de 3D Master

Traiter, améliorer et émerveiller

Les données haute résolution de Leo étaient idéales pour affiner les section détaillées, telles que les éléments architecturaux complexes, alors que les scans de Ray II couvraient des zones plus étendues. « Une fois que les deux ensembles de données étaient prêts, nous avons combiné les nuages de points et généré un maillage final intégrant les données des deux scanners, a déclaré Piotr Wieczorek, spécialiste du scan 3D certifié Artec Gold. L'avantage de cette approche est que les petites pièces, qui nécessitent davantage de détails, bénéficient de la haute résolution de Leo, tandis que les grandes surfaces, comme les bâtiments ou les forges, sont traitées par Ray II. Le workflow s’est déroulé sans accroc, notre seul défi étant la capacité de la RAM du PC. »

Si Artec Studio a géré tout le traitement initial, 3D Master a utilisé des outils supplémentaires tels que Blender et ZBrush pour une visualisation et une animation plus détaillées. Agata Jochimek, la graphiste de l’équipe, a utilisé ces logiciels pour perfectionner le modèle, corriger les imperfections mineures et créer un maillage étanche. La cartographie UV et le raffinement des textures sur des zones sélectionnées ont rendu le modèle final incroyablement réaliste, idéal pour les visites virtuelles et un usage promotionnel.

« Un autre défi pour nous est que, en tant qu’ingénieurs, nous abordons différemment les textures et les aperçus des modèles. Il y a environ cinq ans, nous avons suivi une formation professionnelle sur ZBrush, mais sans graphiste dédié, il nous était difficile de passer des tâches techniques aux tâches artistiques », a constaté Wypysiński.

Les différentes étapes du traitement, avant et après l’application de texture. Avec l’aimable autorisation de 3D Master

Une expérience mémorable

Pour 3D Master, ce projet constituait une rupture avec leur activité habituelle axée sur les applications technologiques telles que la rétro-ingénierie. Le scan d’un musée entier, englobant des structures aussi diverses qu’une forteresse, une forge ou des salles remplies d’objets, représentait un défi enthousiasmant à relever. Les scans intérieurs, rendus avec une clarté saisissante, ressemblaient à des scènes de jeu vidéo ou de film. Pour Piotr Wieczorek, la qualité immersive des scans, alliée à la possibilité d’explorer virtuellement chaque angle, a rendu le projet particulièrement passionnant.

Outre la satisfaction apportée par l’aspect esthétique, le travail a été bien fait et a permis à leur client d’économiser des ressources. « Un autre point important est le gain de temps. Les projets peuvent être très longs si l’on veut atteindre le même niveau de détail et de qualité. Grâce aux scanners et à la collaboration efficace entre nos spécialistes, nous avons pu réaliser le scan en huit ou neuf heures de travail environ. Cette rapidité et cette efficacité sont des avantages essentiels à souligner, tant pour nous que pour les clients potentiels qui envisagent d’acquérir un nouveau scanner », a conclu M. Wypysiński.

Quand l’ingénierie rencontre l’art : l’avenir des musées

Dans le cadre de leurs activités commerciales, le PDG de 3D Master, Rafał Lis, et son équipe ont remarqué que les clients s’attendent non seulement à d’excellents résultats de scan, mais qu’ils s’intéressent également aux autres possibilités offertes par cette technologie.

Scan 3D du musée ethnographique en plein air à l'aide d’Artec Leo et Ray II. Avec l’aimable autorisation de 3D Master

Pour les musées, les possibilités sont illimitées. « C’est une excellente occasion de plonger dans le passé et de découvrir comment les gens vivaient à cette époque, a déclaré Karol Komorowski. Certains scans présentent une pièce d’une maison, et permettent d’en apercevoir l’intérieur ; de l’autre côté, on trouve la forge, que nous avons également scannée avec précision. Cela nous permet d’examiner tout ce qui se trouve à l’intérieur, des marteaux aux roues en passant par d’autres outils. Cette capacité à capturer des espaces de manière aussi détaillée est fascinante. » Le modèle final a produit un contenu de grande qualité pour le site internet du musée, qui attirera certainement de nombreux visiteurs.

À mesure que le projet avance, 3D Master s’apprête à présenter les résultats finaux lors de conférences à venir. Ces résultats prouvent que l’association de l’expertise professionnelle, de la précision technique et du raffinement artistique peut repenser les normes des applications de scan 3D. L’équipe a créé un projet 3D qui inspirera les musées du monde entier et a montré à quel point les expériences 3D peuvent être immersives, éducatives et visuellement époustouflantes.