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Les flux de travail en photogrammétrie s’appuient traditionnellement sur des caméras DSLR, des caméras sans miroir ou des images de drones capturées avec des angles nadir et obliques. Cependant, une nouvelle approche attire l’attention des professionnels de la documentation numérique, de la cartographie intérieure et de la création de jumeaux numériques : l’utilisation d’appareils photo à 360° pour la photogrammétrie.
Les caméras sphériques modernes, telles que la série Insta360, la GoPro Max ou la Ricoh Theta, peuvent capturer un environnement panoramique complet en une seule prise de vue. Au lieu de prendre des dizaines de photos qui se chevauchent sous plusieurs angles, une seule image contient l’ensemble de la scène environnante.
Bien que ces caméras aient été conçues à l’origine pour les médias immersifs et les visites virtuelles, elles peuvent également être utilisées pour générer des modèles 3D à l’aide d’un logiciel de photogrammétrie. Agisoft Metashape prend en charge les projections sphériques des caméras et peut reconstruire la géométrie à partir d’images panoramiques lorsque le flux de travail correct est appliqué.
Cette technique ouvre de nouvelles perspectives pour la capture rapide de l’environnement, la cartographie intérieure, la documentation du patrimoine culturel, les études forestières et la création de jumeaux numériques.
Comprendre les caméras 360° en photogrammétrie
Une caméra traditionnelle capture une image en perspective à l’aide d’une projection d’objectif standard. En revanche, une caméra à 360° enregistre l’ensemble de l’environnement autour de la position de la caméra.
La plupart des caméras sphériques grand public y parviennent en combinant deux objectifs fisheye ultra-larges. Le logiciel de l’appareil photo assemble automatiquement les deux images en une seule image panoramique appelée projection équirectangulaire.
Ce type d’image a généralement un rapport de 2:1. Par exemple :
- 6000 × 3000 pixels
- 8000 × 4000 pixels
- 12000 × 6000 pixels
Contrairement aux images en perspective, chaque pixel représente une direction dans l’espace 3D plutôt qu’un simple plan de projection. Les logiciels de photogrammétrie doivent interpréter correctement cette géométrie afin d’extraire des caractéristiques et de reconstruire les relations spatiales entre les images.
Agisoft Metashape prend en charge les modèles de caméras sphériques, ce qui permet au logiciel de comprendre que les images représentent des projections panoramiques complètes.
Avantages de l’utilisation de caméras à 360° pour la reconstruction 3D
L’utilisation de caméras sphériques en photogrammétrie n’est pas destinée à remplacer les flux de travail cartographiques traditionnels. Cependant, elle offre plusieurs avantages dans des scénarios spécifiques.
L’avantage le plus important est l’efficacité de la capture. Comme chaque image enregistre l’ensemble de l’environnement, il faut beaucoup moins d’images pour obtenir une couverture complète.
Les principaux avantages sont les suivants :
- Acquisition d’images plus rapide
- Réduction du nombre de positions de capture
- Couverture complète de l’environnement à partir de chaque position
- Idéal pour les espaces intérieurs ou confinés
- Efficace pour une documentation rapide
Par exemple, documenter l’intérieur d’un bâtiment avec une caméra traditionnelle peut nécessiter des centaines de photos. Avec une caméra à 360°, le même environnement peut souvent être capturé avec seulement quelques douzaines d’images panoramiques.
Cette approche réduit considérablement le temps passé sur le terrain et simplifie le processus de capture.
Meilleures applications pour la photogrammétrie à 360
Bien que les caméras sphériques aient une précision géométrique inférieure à celle des caméras professionnelles de photogrammétrie, elles sont extrêmement utiles pour de nombreuses applications dans le monde réel.
Parmi les cas d’utilisation les plus prometteurs, citons
- Documentation sur les bâtiments intérieurs
- Des jumeaux numériques pour la gestion des installations
- Préservation du patrimoine culturel
- Musées virtuels et archives historiques
- Documentation de chantier
- Foresterie et surveillance de l’environnement
- Cartographie des infrastructures souterraines
En particulier, la photogrammétrie à 360° peut être extrêmement efficace dans les environnements où la prise d’un grand nombre de photographies traditionnelles serait difficile ou prendrait beaucoup de temps.
Préparation des images à 360° pour le traitement
Avant d’importer des images dans Metashape, il est important de s’assurer que les photos panoramiques sont préparées correctement.
La plupart des caméras 360° exportent automatiquement des images assemblées. Cependant, la qualité du processus d’assemblage peut affecter la reconstruction finale.
Les meilleures pratiques sont les suivantes :
- Exporter les images dans la plus haute résolution disponible
- Préserver les métadonnées EXIF
- Évitez la compression agressive des images
- S’assurer que les images sont correctement assemblées
- Maintenir des paramètres d’exposition cohérents
La haute résolution est particulièrement importante car la densité effective de pixels des images sphériques est inférieure à celle des images en perspective traditionnelles.
Pour les flux de travail professionnels, il est recommandé de capturer des images avec une résolution d’ au moins 8K dans la mesure du possible.
Importation de panoramas dans Agisoft Metashape
Une fois les images préparées, la première étape consiste à les importer dans un nouveau projet Metashape.
Cela peut se faire par le biais du flux de travail standard :
- Créez un nouveau projet Metashape
- Sélectionnez Ajouter des photos
- Importer toutes les images panoramiques
Après l’importation des images, le modèle de caméra doit être configuré correctement.
Ouvrez les paramètres d’étalonnage de la caméra et changez le type de caméra en Sphérique. Cette étape est essentielle car elle indique à Metashape que les images représentent une projection panoramique complète plutôt qu’une caméra à perspective.
Sans ce réglage, le logiciel risque de ne pas aligner correctement les images.
Alignement de photos avec des images sphériques
L’étape suivante du processus de photogrammétrie est l’alignement des photos.
Metashape détecte les points communs entre les images et estime les positions de la caméra dans l’espace 3D.
Lorsque vous travaillez avec des images à 360°, l’alignement peut souvent être très robuste car chaque image contient une grande quantité d’informations visuelles.
Les paramètres d’alignement recommandés sont les suivants :
- Précision : élevée
- Présélection générique : Activé
- Présélection de la référence : Désactivée (sauf si des données GPS sont disponibles)
- Limite du point clé : 40 000 ou plus
- Limite de points d’égalité : 10 000
Après l’alignement, le nuage de points clairsemé doit représenter la géométrie approximative de l’environnement capturé.
Construction du nuage de points dense
Une fois l’alignement des caméras terminé, l’étape suivante consiste à générer un nuage de points dense.
Cette étape permet de reconstruire la géométrie détaillée de la scène en faisant correspondre les pixels entre les images et en triangulant leurs positions dans l’espace 3D.
Les paramètres recommandés sont les suivants :
- Qualité : élevée ou moyenne
- Filtrage en profondeur : Léger ou modéré
Le nuage dense qui en résulte représente les surfaces physiques présentes dans l’environnement.
Toutefois, en raison de la résolution effective plus faible des images sphériques, la densité de points peut être inférieure à celle obtenue avec des images DSLR.
Génération de maillages et de textures
Après avoir généré un nuage de points dense, l’étape suivante consiste à créer un maillage 3D.
Le maillage convertit le nuage de points en un modèle de surface continue.
Les paramètres de maillage recommandés sont les suivants :
- Données de base : Nuage dense
- Type de surface : Arbitraire
- Nombre de visages : Élevé
Une fois le maillage généré, l’étape finale est la création de la texture.
Metashape projette les images originales sur le maillage pour créer un modèle texturé réaliste.
Malgré la précision géométrique moindre des caméras sphériques, les textures obtenues peuvent être très immersives car chaque panorama contient l’intégralité de l’environnement.
Précision et limites
Si la photogrammétrie à 360° est une technique puissante, il est important de comprendre ses limites.
Les limitations les plus importantes sont les suivantes :
- Précision géométrique inférieure à celle des appareils photo reflex numériques
- Artéfacts d’assemblage de l’objectif
- Densité de pixels effective plus faible
- Bruit potentiel dans les environnements à faible luminosité
Pour les levés de haute précision ou les mesures d’ingénierie, les flux de travail traditionnels de photogrammétrie avec des caméras calibrées restent l’approche préférée.
Cependant, pour la documentation rapide, la visualisation et la création de jumeaux numériques, les caméras sphériques peuvent fournir d’excellents résultats avec un minimum d’efforts sur le terrain.
L’avenir de la photogrammétrie à 360
La qualité des caméras 360° grand public continue de s’améliorer rapidement. Les capteurs modernes offrent une résolution plus élevée, une meilleure plage dynamique et des algorithmes d’assemblage améliorés.
Au fur et à mesure de l’évolution de ces technologies, les flux de travail de photogrammétrie sphérique sont susceptibles de devenir de plus en plus importants dans des domaines tels que :
- Jumeaux numériques des villes intelligentes
- Gestion des installations
- Inspection des infrastructures
- Environnements virtuels immersifs
- Documentation environnementale rapide
Associées à des logiciels puissants comme Agisoft Metashape, les caméras 360° constituent une méthode rapide et efficace pour capturer des environnements complexes et les transformer en modèles 3D interactifs.
Pour les professionnels qui cherchent à expérimenter de nouveaux flux de travail en photogrammétrie, l’imagerie sphérique représente une voie passionnante et innovante.
