Le scan 3D pour le contrôle qualité : le cheval de Mao Zedong transformé en modèle 3D, deux fois

26/07/2020

Figure controversée en Occident, Mao Zedong se distingue de la multitude de dirigeants nationaux et autres personnalités historiques pour des centaines de millions de Chinois. L’héritage du fondateur de la république populaire de Chine est vénéré, minutieusement étudié, et transmis de génération en génération.

Un chapitre de la vie du Grand Timonier a récemment été mis à jour lorsque la technologie de scan 3D a servi à préserver pour la postérité l’apparence du cheval préféré de Mao, qui avait été empaillé peu de temps après être mort de vieillesse.

Scan du cheval de Mao Zedong : les clichés pris avec Artec Eva sont immédiatement réunis en scans 3D dans le logiciel Artec Studio, ce qui permet à l’utilisateur de voir quelles parties de la surface ont été scannées et vers où diriger ensuite le scanner.

Pourquoi ce cheval est-il si spécial ?

D’après la légende, ce cheval, surnommé Petit Bleu, a sauvé la vie de son propriétaire lors de la guerre civile chinoise (1927-1949). Qui sait si la Chine serait ce qu’elle est aujourd’hui si le cheval de Mao avait fait ne serait-ce qu’un pas au mauvais moment lors de l’opération de retraite militaire appelée La Longue Marche (1934-1935) ?

Un après-midi, tandis que Mao et ses camarades étaient poursuivis par des brigades du Kuomintang adverse, Petit Bleu, chevauché par son propriétaire, s’arrêta en dessous d’une falaise qu’ils longeaient. Personne ne comprenait pourquoi le cheval refusait de bouger jusqu’à ce qu’un rugissement se fasse entendre au loin – quelques instants plus tard, les combattants ennemis filaient au-dessus d’eux. Grâce à Petit Bleu, le groupe passa inaperçu à l’ombre de la falaise.

Petit Bleu a soutenu son maître contre vents et marées. Sur cette photo, Mao Zedong traverse le nord-ouest de la Chine à dos de cheval pendant La Longue Marche, qui dura 12 mois et lors de laquelle 9 000 km furent parcourus.

À la fin de la guerre civile, Mao emmena son Petit Bleu, désormais un cheval aux mérites militaires, à Pékin, où il vécut le restant de ses jours dans un enclos spécial du zoo de Pékin, jusqu’à sa mort en 1962.

Projet de conservation : terminé et rouvert

Peu de temps après, le musée d’histoire naturelle de Pékin commanda une monture empaillée de l’étalon légendaire. Une fois le travail achevé, la précieuse relique fut installée au Musée mémorial révolutionnaire de Yan’an, dans le nord-ouest de la Chine, où se dressait le siège du Parti communiste entre 1935 et 1947.

Avec le temps, de petites craquelures commencèrent à apparaître çà et là, risquant de provoquer la désintégration complète de la monture, d’où le besoin d’une restauration urgente.

Avant d’entamer ce projet, l’administration du musée décida de faire une copie numérique hautement précise de la monture de façon à comparer son état avant et après la restauration. La tâche fut confiée à Beijing Onrol Technology Co., Ltd., partenaire Or d’Artec 3D, qui possédait les compétences requises en archivage numérique 3D.

Choisir le bon scanner 3D

Chaque jour comptait. Le scan devait être réalisé le plus tôt possible. L’équipe d’Onrol n’avait qu’un seul jour pour scanner le cheval en 3D et convertir les données collectées en modèle 3D impeccable.

Il était tout simplement hors de question de fixer des cibles à l’objet pour assurer un meilleur suivi. Rien que le toucher était interdit, sans parler de l’utilisation de matériel risquant de l’abîmer.

Artec Eva fut rapidement choisi comme outil de scan 3D pour le projet. Ce scanner portable est l’appareil de prédilection d’entreprises et d’institutions allant de Tesla au British Museum pour le contrôle qualité et la conservation du patrimoine.

Artec Eva

Absolument sûr d’utilisation, Eva est équipé d’un flash et d’une série de lumières LED – les mêmes que dans les lampes de n’importe quelle pièce – pour projeter un faisceau de lumière structurée sur la surface d’un objet et détecter ses déviations avec une précision allant jusqu’à 0,1 mm.

Outre la forme de l’objet, Eva scanne la texture avec une profondeur de couleurs de 24 bits par pixel, ce qui fournit plus de 16 millions de nuances de couleurs – plus que ce qui est perceptible à l’œil humain. Il était crucial pour le projet de scanner Petit Bleu dans ses vraies couleurs.

La vitesse du scan était non moins importante que la qualité des scans. Eva peut prendre jusqu’à 16 images, ou clichés, par seconde. Chaque cliché couvre une zone plus ou moins égale à la taille d’une feuille de papier A4 ou A3. Ce champ de vision est idéal pour travailler avec des objets de taille moyenne et large tels qu’un cheval. En se déplaçant autour de l’objet, l’utilisateur prend de multiples clichés à l’aide de son scanner pour numériser en 3D la surface entière en un minimum de temps tout en préservant tous les détails nécessaires.

Enfin, le scanner est très léger (0,9 kg) et facile à manier, ce qui a également fait pencher la balance en faveur d’Eva.

Scan 3D sur le terrain

Le jour J, la version empaillée de Petit Bleu a été emmenée à l’atelier prévu, où les spécialistes du scan d’Onrol ont réalisé le scan, l’un tenant le scanner et l’autre tenant l’ordinateur portable où les données du scanner apparaissaient.

L’équipe a utilisé la fusion en temps réel, un outil du logiciel de scan 3D et de traitement Artec Studio qui fusionne immédiatement les données brutes pour en faire des scans. La plupart du temps, en particulier si l’objet est grand et présente une géométrie complexe, un traitement complet est nécessaire après le scan. Toutefois, grâce à la fusion en temps réel, l’utilisateur peut voir une prévisualisation du modèle 3D final sur l’écran durant le scan et ainsi savoir immédiatement si les données collectées sont complètes ou si certaines parties de la surface n’ont pas été scannées. Étant donné qu’une deuxième session de scan était exclue, la fusion en temps réel d’Artec Studio a joué un rôle indispensable.

Traitement simplifié des données 3D

Le traitement initial des données brutes a été effectué sur place et n’a pris que quelques minutes. Après avoir vérifié que toutes les données nécessaires avaient été collectées, l’équipe d’Onrol est retournée dans ses bureaux pour traiter les scans et les transformer en modèle 3D haute résolution dans Artec Studio.

Le modèle 3D du cheval de Mao dans le mode géométrie seulement, affiché dans l’interface d’Artec Studio 14, traduite pour les utilisateurs sinophones.

Artec Studio foisonne de fonctionnalités puissantes qui vous permettent, par exemple, de supprimer automatiquement la base sur laquelle l’objet a été scanné, ou de réparer et combler organiquement les trous présents dans vos scans. Le logiciel se charge même de la luminosité pendant le scan, l’ajustant de façon à éviter la surexposition. Quand cela s’avère-t-il utile ? Si les conditions d’éclairage étaient loin d’être idéales pendant le scan, vous pourriez vous retrouver avec un côté de l’objet plus éclairé que l’autre et devoir passer des heures à corriger cela. Grâce à l’ajustement automatique de la luminosité, vous ne devez vous soucier de rien.

La touche finale – la projection de texture – a été effectuée rapidement grâce à l’accélération de 800 % dans la projection de texture offerte par la version 14 du logiciel, utilisée pour le projet.

Le modèle 3D était maintenant prêt, et ses mesures (longueur, largeur et hauteur) ont été prises.

Tous les objectifs atteints

Après avoir obtenu le modèle 3D de Petit Bleu, le musée a poursuivi avec la restauration. Une fois celle-ci réalisée, la monture a été scannée en 3D avec Artec Eva et de nouveau mesurée dans Artec Studio. Aucun écart critique n’a été relevé entre les deux modèles 3D du cheval, attestant la qualité élevée du travail de restauration.

Comparaison des modèles 3D de la monture empaillée avant et après la restauration : toutes les mesures sont identiques.

L’équipe de scan d’Onrol et l’administration du musée se sont entendues pour poursuivre leur collaboration en suivant l’état de la monture restaurée de façon à la préserver pour les siècles à venir.

La numérisation opportune en trois dimensions d’artefacts précieux est cruciale pour conserver le patrimoine culturel et faire avancer la recherche en anthropologie, en paléontologie, et dans un certain nombre de domaines connexes. Lorsqu’ils sont partagés ou mis en ligne, les modèles 3D en haute résolution d’artefacts sont accessibles à tous ceux qui s’y intéressent, quel que soit l’endroit où ils se trouvent. La technologie de scan 3D est un moyen direct de créer des copies numériques de fossiles et de spécimens sur des sites de fouilles, ou d’expositions dans des musées, évitant le besoin d’un contact physique avec l’objet. Enfin, les modèles 3D peuvent être exposés via des plateformes interactives de réalité virtuelle, élargissant la portée des musées aussi bien localement qu’à travers le monde.