Annotation de données 2D

6.2.1.1. Saisie de tracés contraints sur une image orientée

Comme nous l’avons vu précédemment, la définition d’une annotation 2D passe par le choix d’un calque et d’une image de référence. Le processus de propagation utilise comme données d’entrée les coordonnées UV des points de contours de la région tracée. Lorsque la pose de la caméra du viewer coïncide avec celle d’une vue maîtresse, nous pouvons proposer des modalités d’interactions en 2D, notamment des outils d’annotation de type polyligne ou main levée.

L’approche que nous proposons se base sur la technique du lancer de rayon. Celle-ci consiste à extraire la position de l’intersection d’une droite passant par le centre optique de la caméra et la position 2D du curseur avec un objet de la scène : dans notre cas le plan image de la vue maîtresse. Les positions extraites sont exprimées en coordonnées UV. À partir des déplacements du curseur guidé par l’utilisateur, il est alors possible de récupérer les points d’intersection successifs et les exploiter comme points de contrôle du tracé d’annotation (Figure 121).

Relevé numérique d’art pariétal : définition d’une approche innovante combinant propriétés géométriques, visuelles et sémantiques au sein d’un environnement de réalité mixte

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Figure 121 : Schéma du processus d’annotation 2D d’une image orientée par lancer de rayons, et la prévisualisation 3D du tracé subséquent (voir section suivante). Illustration : auteur.

Ce processus schématisé sur la Figure 122 présente l’avantage d’être indépendant du type de texture affiché sur le plan image. Ainsi, l’utilisateur peut choisir de baser son annotation sur une photographie classique, ou bien choisir d’utiliser l’une des textures auxiliaires, que ce soient les images de caractérisation morphologique, les images décorrélées, ou même une image RTI.

Figure 122 : Processus proposé pour l’annotation d’une ressource 2D d’un projet. Illustration : auteur.

Plus particulièrement, la possibilité de conserver à chaque instant les contrôles sur les textures signifie qu’une unique annotation peut résulter de l’interprétation de plusieurs images différentes, ou de plusieurs configurations lumineuses dans le cas d’une image RTI. En effet, cette méthode, associée aux caméras multicalques nous a bien permis de produire une annotation 3D basée sur un tracé réalisé en 2D sur une image RTI. Il s’agit d’une avancée significative dans le cadre du relevé, et particulièrement du relevé d’art pariétal, car jusqu’alors, malgré leurs potentiels indéniables, la majorité des données produites lors des phases d’acquisition demeurait sous-exploitée faute d’outils adéquats.

6.2.1.2. Prévisualisation 3D d’annotations 2D

Les images sont orientées de manière cohérente par rapport aux nuages de points du projet. Cela signifie que lorsqu’un point est sélectionné sur une image, nous pouvons connaître instantanément son équivalent 3D s’il existe, par la prolongation du rayon exploité pour les tracés 2D. Évidemment, le nuage offre une couverture de l’objet d’étude inférieure à celle des photographies, notamment parce que tous les pixels ne sont pas exploités pour produire des points 3D lors de la reconstruction photogrammétrique.

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Ainsi, si ce principe demeure moins précis que le calcul des régions 3D par la propagation basée sur l’indexation des ressources, nous pouvons tout de même l’exploiter pour générer en temps réel la prévisualisation 3D des annotations 2D en cours. Par rapport au processus d’annotation présenté précédemment, cette méthode n’implique qu’une étape supplémentaire visant à récupérer, à chaque nouveau point de contrôle, les coordonnées du point 3D équivalent et à insérer dans la scène des pastilles et segments destinés à l’affichage de la région ainsi esquissée (Figure 121).

Selon le nombre de photographies maîtresses, leur recouvrement, et les propriétés de l’objet étudié, il est possible que le nuage de points comporte des zones non couvertes qui se manifestent par des densités très faibles. Ainsi, il est probable qu’un point sur une image maîtresse n’ait pas d’équivalent 3D dans un seuil de tolérance raisonnable. Dans cette configuration, l’ajout de point de contrôle 2D reste utile car le processus de propagation basé sur l’indexation permet de vérifier tous les points compris dans la région correspondante. En revanche, le lancer de rayon pour ce point de contrôle ne renverra aucun résultat 3D. Dans une telle situation, nous proposons de conserver le point 2D correspondant sans insérer de point de contrôle 3D dans la scène. Ainsi, la prévisualisation de la région en cours de propagation s’avèrera bien moins précise que le résultat attendu, mais donnera tout de même une première indication de la morphologie globale de la région annotée (Figure 123).

Figure 123 : Prévisualisation 3D d'une annotation 2D. La prévisualisation ne correspond pas tout à fait au tracé du fait du manque d'informations 3D dans la zone du cheval. Illustration : auteur.

6.2.1.3. Cohérence de la prévisualisation 3D en cas d’édition du tracé

Dans le cas de l’édition d’un tracé d’annotation avant sa propagation, par le biais de la manipulation de ses points de contrôles, nous devons actualiser la prévisualisation 3D de manière cohérente. Plus précisément, lorsqu’un point de contrôle 2D est édité, la position de la pastille 3D correspondante doit être actualisée en continu pour suivre ses déplacements. Cela n’est pas trivial, car comme nous l’avons souligné, le nuage de points comporte moins d’informations que les photographies. Pour ce faire, nous pouvons répéter la méthode de lancer de rayon à chaque frame jusqu’à la fin de l’édition, afin de déterminer les coordonnées successives des points intermédiaires selon la position actuelle du point 2D. Nous devons alors distinguer trois cas :

 Cas 1 : Le point de contrôle 2D possède un équivalent 3D, au départ et à l’arrivée : Il s’agit du cas le plus simple. Si la fluidité du déplacement dépend de la présence de points intermédiaires, le fait que le point de contrôle 2D possède un équivalent 3D au départ comme à l’arrivée garantit quoi qu’il arrive la cohérence de la prévisualisation à l’issue de l’édition.

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 Cas 2 : Le point de contrôle 2D ne possède pas d’équivalent 3D mais est déplacé dans une zone plus dense :

Dans cette configuration, il peut arriver qu’un point de contrôle qui ne disposait pas d’équivalent 3D initialement soit déplacé dans une zone de densité supérieure. Lorsque l’un de ces points est en cours d’édition, nous pouvons tout de même recommencer à tester l’intersection avec le nuage de points 3D. Ainsi, lorsque le lancer de rayon renvoie pour la première fois un résultat, un point de contrôle 3D peut être inséré dans la prévisualisation, et le tracé 3D peut être actualisé en conséquence. Cela nous renvoie alors au cas 1 ou au cas 3.

 _{Cas 3 : Le point de contrôle 2D possède un équivalent 3D mais est déplacé dans une zone} non couverte :

Dans cette configuration, le point de contrôle 2D en cours d’édition possède déjà un équivalent 3D, mais est déplacé dans une zone moins dense du nuage de points. Dans cette situation, le lancer de rayon exécuté à chaque frame permet de déterminer des positions intermédiaires. Nous pouvons donc placer le point de contrôle 3D correspondant sur sa dernière position connue. Cette situation est la plus susceptible de générer des erreurs importantes de prévisualisation.