La modélisation 3D
et le patrimoine

État de la situation et perspectives

Léon Robichaud

Département d'histoire

Université de Sherbrooke

Présentation à la Direction générale du patrimoine

Ministère de la Culture et des Communications du Québec

16 novembre 2015

Plan de la présentation

  • Rappel du contexte de collaboration
  • État des travaux menés en collaboration (gares patrimoniales)
  • Démonstration du Fureteur 4DZ (Unity3D)
  • Démonstration du Chronomorphe (OpenGL/HTML5)
  • Travaux prévus pour les gares et les deux plates-formes
  • Le plan culturel numérique et le potentiel de la 3D
    • Dépôt de modèles
    • Modélisation procédurale des villes du Québec
    • Archéologie
  • Conclusion
  • Discussion

Contexte de collaboration

  • Le Ministère est partenaire du Laboratoire d'histoire et de patrimoine de Montréal (financé par le FRQSC)
    • dirigé par Joanne Burgess
    • co-direction numérique par L. Robichaud
    • co-direction historique par P.-A. Linteau
  • Le Ministère est aussi partenaire de l'équipe de recherche en partenariat du CRSH Montréal, plaque tournante des échanges
  • Co-production de maquettes 3D temporelles des gares patrimoniales de Montréal
  • Objectifs : documentation; R&D 3D; diffusion; aide à la décision
  • Modélisations 3D visées : Raymond, gares patrimoniales, marché-parlement Sainte-Anne

Technique de modélisation

  • Procédurale
    • La géométrie et la position de chaque composante du modèle est inscrite dans une base de données
    • La modélisation 3D est générée par programmation Python en passant par l'engin de modélisation du logiciel Maya
    • Le résultat est exporté vers Unity3D pour la diffusion
  • Temporelle
    • Analyse historique permet de définir l'évolution du bâtiment et ses états majeurs
    • Chaque état majeur est modélisé
    • Une ligne du temps permet de présenter l'évolution
  • Par composante
    • On peut interagir avec chaque composante (mur, toit...)

État des travaux

  • Gare Montreal and Southern Railways
  • Gares Viger, Dalhousie et Berri (site « VDB »)
    • modélisation presque terminée
    • animations versées sur YouTube (a, b)
    • intégré au Fureteur 4DZ; tests en cours sur Chronomorphe
    • mode de diffusion à déterminer
  • Gare Windsor
    • à faire

Le Fureteur 4DZ

  • Application pour visualisation ou exposition in situ ou en ligne (téléchargement de plugiciel requis)
  • Application pour la documentation des modèles et des procédures
  • Développée pour l'exposition Faites pour plaire, (entreprise de confitures et de cornichons Alphonse Raymond)
  • Engin de jeu Unity3D
  • Potentiel de développement très diversifié (jeu, apprentissage, aide à la décision)
  • Démonstrations
    • a) Alphonse Raymond (exposition muséale)
    • b) Site VDB (évolution du site et documentation)

Chronomorphe

  • Application pour visualisation en ligne sans extension (HTML5 natif); seul le modèle doit être téléchargé
  • Conserve le concept de composantes
  • Permet de voir l'évolution dans le temps
  • Permet d'ajouter des annotations, des liens vers d'autres ressources web (fiches patrimoniales,...)
  • Format de fichier OBJ
  • Programmation Javascript (librairie 3.js)
  • Démonstration avec le site Alphonse Raymond

Structuremorph

  • Parenthèse pour mentionner le développement parallèle par un collaborateur du projet
  • Plate-forme Unity3D
  • Long terme, version alpha en janvier
  • Création d'un dépôt pour intégrer les modèles 3D, la documentation, les versions, la scénarisation
  • Programmation réalisée à l'Université Edge Hill, Lancaster
  • Pourquoi tous ces projets qui vont dans différentes directions?
    • Besoins en livrables varient
    • Fureteur 4DZ et Chronomorphe visent court terme
    • Structuremorph est un projet R&D à long terme

Travaux prévus

  • Gare Viger (financé par Plaque tournante)
    • compléter l'état initial et état années 1950
    • ajouter le viaduc
    • ajouter la réorientation des rails
  • Windsor
    • modélisation de l'extérieur selon la méthodologie habituelle (financé par plaque tournante)
    • modélisation de la Salle des pas perdus (financement à définir)
      • photogrammétrie de la salle
      • numérisation laser et photogrammétrie de la statue
  • Définir modalités de diffusion

Futur du Fureteur 4DZ

  • Intégration des gares pour diffusion in situ?
    • Définir un scénario
  • Compléter le module de documentation
    • Faciliter l'ajout de ressources
    • Créer des liens vers des images haute-résolution
  • Convertir le module de documentation en module d'aide à la décision?
    • Consulter les intervenants sur le terrain dans les directions régionales

Futur de Chronomorphe

  • Compléter l'optimisation du code
  • Faciliter l'importation de modèles
  • Intégrer un module de gestion des annotations ou créer un lien vers Zotero
  • Choisir un cas pour démontrer le potentiel et intégrer des contenus
  • Intégrer à une chaîne d'outils pour la consultation à différentes échelles

Une chaîne d'outils HTML5

  • Développement d'un système à tout faire complexe et long (Structuremorph)
  • Alternative : enchaîner des outils existants
  • Échelle de la ville : Cesiumjs http://cesiumjs.org/
    • hybride SIG et visualisation 3D, format Collada
  • Échelle du micro-quartier ou d'un site archéologique : Chronomorphe, format OBJ
  • Échelle des objets : 3DHOP http://3dhop.net
    • Présentation d'objets 3D sous forme de catalogue, format OBJ
  • Avantage de l'enchaînement d'outils
    • tenir compte de l'espace et du temps
    • mieux comprendre le contexte des objets

Le Plan culturel numérique

  • Modélisation 3D apporte un impact visuel frappant
  • Plus-value de la modélisation n'est pas toujours évidente par rapport aux ressources nécessaires
  • Besoin d'effets structurants à long terme
    • qualité scientifique
    • utilisation pédagogique
    • diffusion
    • pérennité
    • réutilisation
  • Proposition pour le PCN : participer à l'élaboration de standards et de bonnes pratiques

Proposition 1 : dépôt

  • Développer un dépôt d'objets 3D
  • Définir les paramètres pour les contributeurs
  • Offrir une plate-forme pour la consultation (3DHOP pour les objets, Chronomorphe, cesiumjs,...)
  • Financer seulement les nouveaux projets qui adhèrent aux bonnes pratiques
  • Archiver les productions antérieures en offrant une aide pour documenter et convertir

Proposition 2 : villes 3D

  • Modélisation procédurale rapide des villes du Québec
  • Utiliser les plans d'assurance-incendie
  • Géo-référencement en cours par BAnQ
  • Utiliser une de trois options pour générer environnement en 3D
    • BuildingInspector (NYPL)
    • Modélisation procédurale de Brian Farrimond
    • Modélisation procédurale de Nathalie Charbonneau
  • Démarche
    • Définir les empreintes au sol des bâtiments
    • Inscrire nombre d'étages, matériau et fonction
    • Générer la ville en 3D par programmation

Proposition 2 : villes 3D

  • Impact du projet
    • Définir une méthodologie standardisée
    • Présenter l'ensemble du territoire urbanisé à différents moments, des années 1880 jusqu'au début des années 1960
    • Intégrer les passionnés de patrimoine par un exercice de participation collaborative (crowdsourcing)
    • Développer des outils pédagogiques
    • Intégrer le patrimoine dans l'enseignement de l'histoire
    • Découverte du milieu local pour les citoyens

Proposition 3 : archéologie

  • Sites archéologiques difficiles à comprendre pour le public
  • Environnement 3D temporel permet de présenter les vestiges présents dans les différentes couches et d'y ajouter les structures qui s'y rattachent
  • Les fragments de vestiges ou d'artefacts peuvent être complétés par anastylose
  • L'environnement doit clairement représenter ce qui découle des vestiges et des artefacts et ce qui est interprété
  • Possibilité de rendre compte de l'archéologie maritime : trajet, naufrage, navire, objets

Conclusion

  • Collaboration LHPM/Plaque tournante et MCCQ renforce l'expertise en modélisation 3D
  • L'utilisation par le MCCQ doit être clarifiée
    • diffusion
    • aide à la décision
  • Possibilité de poursuivre la collaboration dans le cadre du Plan culturel numérique
    • participation à un projet d'infrascturure
    • définir un projet phare visant à consolider les bonnes pratiques et à imposer des standards