Une garde-robe numérique virtuelle : simulation 3D du mouvement des textiles
PhotoRobot s’associe au Musée de la ville de Prague, à CESNET et à la FEE CTU pour proposer une procédure de numérisation 3D du patrimoine culturel.
Des textiles du patrimoine culturel en mouvement 3D
Le Musée de la ville de Prague accueille actuellement une exposition qui permet aux chercheurs et aux visiteurs de découvrir des objets du patrimoine culturel de manière physique et virtuelle. Elle présente, de façon réelle et limitée dans le temps, des vêtements dans le cadre du projet de recherche Virtual Digital Wardrobe. Ce projet vise à proposer et à valider une procédure de numérisation avancée et de présentation d’objets textiles.
Les résultats comprennent un prototype de dispositif de numérisation automatisée des textiles, un logiciel de présentation et une cabine d’essayage virtuelle. L’ensemble s’intègre à l’exposition « From Prehistoric Times to Tailcoats ». Les visiteurs y découvrent des vêtements du patrimoine culturel en conditions réelles et en réalité augmentée. Grâce aux modèles numériques 3D, ils peuvent porter virtuellement les vêtements exposés devant des décors 3D.
La simulation 3D du mouvement des textiles donne ensuite vie aux tenues en reproduisant sur un écran de projection le tombé des vêtements lorsqu’ils sont portés. Les scènes 3D qui accompagnent les objets plongent les visiteurs dans les histoires qui se cachent derrière chaque pièce. L’exposition est un projet commun du Musée de la ville de Prague, de CESNET, de la Faculté de génie électrique de l’Université technique de Prague (CTU) et d’Improtech - PhotoRobot. Elle est soutenue par le programme Éta de la TA CR (numéro de projet TL05000298).
Poursuivez votre lecture pour découvrir la contribution de PhotoRobot au projet, des machines utilisées à la numérisation 3D du patrimoine culturel.
L’exposition « From Prehistoric Times to Tailcoats »
Pour cette exposition, les experts ont dû capturer fidèlement la matière textile, simuler le tissu et l’animer en temps réel. L’exposition a ainsi pu présenter des modèles numériques permettant aux visiteurs d’essayer virtuellement des vêtements à l’aide d’une caméra d’enregistrement et d’un moniteur grand format.
Les projections plongent les visiteurs dans la réalité historique du passé et présentent les vêtements en mouvement, au rythme des gestes des utilisateurs. Par ailleurs, la technologie à l’origine de cette expérience vise à proposer une méthode permettant de documenter l’état de précieuses collections textiles de musées.
Ce résultat devrait contribuer à préserver des pièces historiques dont la qualité se dégrade avec l’âge et les manipulations. Il devrait également être très utile aux musées disposant de vastes collections textiles, ainsi qu’au secteur commercial de la vente de textiles.
La préparation du projet
La préparation du projet a débuté en 2021. Pour PhotoRobot, elle a commencé par la prise de centaines de photos de différentes tenues et de divers vêtements. L’association CESNET a ensuite généré, à partir des photos de PhotoRobot, des modèles 3D numériques destinés à être présentés dans l’exposition.
PhotoRobot y a contribué grâce à son équipement photographique dédié à la photographie de produits à 360°. Toutefois, les ingénieurs ont dû concevoir des modules spécifiques pour répondre aux besoins du secteur culturel. Nous avons baptisé ces conceptions sur mesure PhotoRobot ART ; chacune garantissait une manipulation, un soin et une sécurité exceptionnels des objets.
Les solutions tenaient compte de la granularité des surfaces, de la diversité des matériaux et de la nécessité de documenter des détails spécifiques des objets. Ces facteurs ont servi de lignes directrices pour élaborer un portfolio spécialisé pour chaque objet du patrimoine culturel.
Le processus a ensuite consisté à prendre des centaines de photos autour de chaque pièce afin de créer d’abord un spin 3D. Ces photos servent de points de données à un logiciel spécial développé par l’association CESNET pour générer des modèles textiles 3D interactifs.
Les machines derrière la photographie
La photographie de chaque objet a été confiée à Kamil Hrbáček, Michal Benda et Erik Strakota de PhotoRobot. Ensemble, ils ont déterminé les machines PhotoRobot ART et les processus logiciels nécessaires pour photographier différentes pièces de vêtements. Le projet comprenait des tenues complètes, de la tête aux pieds, et exigeait donc des installations pour la photographie sur mannequin et sur plateau tournant.
Pour ce projet, PhotoRobot a conçu plusieurs configurations ART associant différents robots et équipements photographiques. Elles comprennent les Cube v5 et v6 (pour la photographie sur mannequin), le FRAME de PhotoRobot et la Centerless Table 850.
La modularité de ces systèmes ne se contente pas de réduire considérablement les temps de production des visuels 360 / 3D. Combinés, ils permettent aussi de photographier tout produit de mode, y compris les pièces pour le torse et les jambes, les couvre-chefs, les chaussures, les ornements et les bibelots.
PhotoRobot ART a en outre fabriqué un trépied spécial permettant de fixer les appareils photo à des hauteurs précises. Il accélère la prise de vue des angles hauts et bas lors de la capture de rotations 3D. Le trépied intègre également un logiciel de capture à distance et d’automatisation qui commande les appareils photo en synchronisation avec les séquences robotisées et l’éclairage du studio.
Photographie des objets de la collection
Pour photographier chaque objet, PhotoRobot a installé ses systèmes à la fois dans les locaux d’Improtech - PhotoRobot et sur place, au Musée de la Ville de Prague. Nous avons ainsi pu photographier de véritables vêtements au musée, et des répliques dans nos locaux chez PhotoRobot.
Le processus exigeait d’automatiser la photographie de tenues complètes comme de vêtements individuels. Nous avions en outre besoin d’un nombre suffisant de photos de chaque pièce pour générer ensuite un modèle 3D capable de simuler le mouvement du textile. Nous devions donc photographier chaque objet à 360 degrés, ainsi que sous plusieurs angles d’élévation.
Le Cube de PhotoRobot nous permet de photographier des pièces préparées sur mannequin, en combinaison avec le trépied spécial. Parallèlement, le FRAME et la Centerless Table prennent en charge la photographie 360 / 3D sur plateau tournant pour différents types de vêtements. Nous les utilisons pour capturer les pièces sur un axe horizontal ou vertical, et sous plusieurs élévations.
Pour chaque séance photo, nous utilisons également un appareil reflex équipé d’un objectif de 50 mm, placé sous différents angles. Nous photographions en angle haut, intermédiaire et bas afin de créer 4 à 5 rotations différentes de 36 images fixes chacune. Il est aussi nécessaire de prendre des photos à l’horizontale tous les 10 angles et de réaliser des gros plans de la matière de chaque pièce.
Le processus de numérisation des photos
L’association CESNET est chargée de transformer les photos de chaque pièce de la collection en modèles 3D interactifs. Pour y parvenir, elle déploie le logiciel IH3D (Interactive Heritage 3D), développé par CESNET et testé en collaboration avec des institutions muséales.
Le logiciel permet une présentation 3D aussi bien dans des expositions physiques qu’en ligne. Il fonctionne sur un large éventail d’appareils, notamment les téléphones mobiles et les murs d’images à écrans LCD. Les visualisations prennent alors la forme de modèles 3D que les visiteurs peuvent observer sous tous les angles, y compris de l’intérieur, avec des contenus complémentaires.
Les modèles 3D peuvent contenir des annotations pour des informations complémentaires, des illustrations, des enregistrements vidéo et tout contenu multimédia. Le logiciel peut en outre présenter les pièces de la collection dans des scènes 3D environnantes, comme dans « From Prehistoric Times to Tailcoats ».
Dans le cadre de l’exposition, le logiciel IH3D transforme les photos de PhotoRobot en modèles 3D destinés à être affichés sur un panneau de présentation. Des exemples de modèles 3D statiques de pièces sélectionnées de la collection sont également disponibles en consultation en ligne. Le logiciel prend en charge tous les formats standard de modèles 3D et fonctionne sur le serveur web du musée. Il est aussi possible de sécuriser les ressources numériques dans l’environnement cloud de CESNET ou d’exporter les modèles 3D dans différents formats.
Contributeurs du projet
Ce projet et ses résultats n’auraient pas été possibles sans l’engagement de l’ensemble de ses contributeurs, en collaboration avec le Musée de la ville de Prague. Nous leur adressons nos remerciements et notre reconnaissance particulière :
- Musée de la ville de Prague - Linda Daněčková, Tomáš Dvořák
- Programme Éta TA CR (projet n° TL05000298)
- Le projet de recherche - La garde-robe numérique virtuelle (en tchèque, Virtuální šatník)
- L’association CESNET - Jiří Kubišta, Sven Ubik
- Faculté d’électrotechnique de l’Université technique de Charles - David Sedláček, Jiří Žára
- PhotoRobot - Kamil Hrbáček, Michal Benda et Erik Strakota
- Photographie - Jav Vrabec, Ondřej Polák
- Conception architecturale et graphique - Jiří Sušanka
- Production / gestion de l’exposition - Kateřina Veleta Štěpánová, Michal Schneider
- Conservation et restauration - Jindřiška Drozenová, Lucie Radoňová
- Travail éditorial - Lenka Hensen
- Traduction - Lucie Kasíková
- Installation de l’exposition - Jiří Leubner
- Remerciements particuliers - Martin Kavka, Veronika Klimešová, Pavel Vaněk
- Partenaires médias - Logo Prague, Museum
Découvrez d’autres solutions sur mesure pour le secteur culturel
La numérisation avancée des objets historiques offre au secteur culturel une méthode pour mieux préserver et documenter l’histoire. Dans cette optique, PhotoRobot ART propose aux musées et à l’archéologie des solutions polyvalentes de photographie et de scan 3D pour numériser les collections muséales. Ces systèmes modulaires s’adaptent aux contraintes d’espace ou de collection, tandis que l’automatisation pilotée par logiciel simplifie l’utilisation des machines. Chaque configuration garantit en outre une manipulation soigneuse et irréprochable de tout type d’objet de collection. Les systèmes tiennent compte de la granularité des surfaces, de la diversité des matériaux et des prises de vue de détail afin de produire des portfolios spécialisés.
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