3D : Tout commence avec le balayage laser

En 2002, le Musée a fondé le Centre d’imagerie Arius3D dans son édifice de la recherche et des collections afin de pouvoir numériser des spécimens à des fins de recherche, de conservation et d’éducation. Je vous propose une visite dans les coulisses du Centre grâce à une série de textes qui vous expliqueront comment on peut créer un modèle tridimensionnel puis une animation 3D complète à partir d’un spécimen!

En modélisation 3D, tout commence avec le balayage. Est-ce une opération difficile? Pas du tout. J’ai simplement à régler la zone de balayage du scanneur en fonction du spécimen et à appuyer sur un bouton. Le scanneur enregistre les données à mesure qu’il se déplace et crée une nouvelle représentation numérique à chaque passage.

Ensuite vient la tâche que je trouve captivante : réunir les différentes images numériques pour créer un modèle. C’est un peu comme si j’assemblais un casse-tête virtuel 3D.

Un homme debout devant une machines de mesure des coordonnées sur laquelle est posé un petit modèle de dinosaure Vagaceratops irvinensis.

Paul Bloskie effectue le balayage au laser d’un modèle de Vagaceratops irvinensis dans le Centre d’imagerie Arius 3D au Musée. Paul Bloskie © Musée canadien de la nature

Voici le scanneur que j’utilise pour créer les saisissants modèles 3D d’archive des spécimens du Musée. On appelle familièrement la table à côté de laquelle je me tiens CMM (pour Coordinated Measuring Machine – littéralement machine à mesurer coordonnée). Elle est extrêmement lourde : 3000 livres (1360 kg)! Elle est parfaite pour les gros spécimens; je n’ai pas peur qu’elle bouge avec les va-et-vient du scanneur.

La CMM utilise l’air pour soulever les tiges qui soutiennent le scanneur. C’est comme une table de Air Hockey géante! Ainsi le scanneur glisse d’un bout à l’autre de la table sans aucune résistance, ce qui produit des balayages parfaits.

Le scanneur saisit à la fois la couleur et la géométrie de surface du spécimen. Ces données sont captées par la réflexion du laser qui balaie la surface du spécimen à chaque aller-retour. Le laser est blanc.

Ce qui est amusant, c’est que le laser blanc se compose de trois faisceaux distincts : un rouge, un vert et un bleu. Quand les trois se combinent dans un câble de fibre optique, cela forme du blanc. Les miroirs de la caméra séparent les trois longueurs d’onde du laser et enregistrent les valeurs (rouge, vert, bleu) de la couleur de surface en chaque point du spécimen.

Le faisceau d’un appareil de balayage au laser sur la main d’une personne.

La lumière blanche du scanner. Paul Bloskie © Musée canadien de la nature

Est-ce que le laser endommage le spécimen? Non, sa puissance est minime. C’est l’équivalent d’une lampe-stylo laser. Il ne faut tout de même pas regarder dans le scanneur, ni d’ailleurs diriger une lampe-stylo laser vers les yeux, car un rayon laser arrivant directement dans l’oeil peut l’endommager.

Malheureusement, il n’est pas possible de tout scanner. Je ne peux scanner ma main par exemple. La peau absorberait la lumière laser de sorte que la réflexion serait insuffisante pour fournir des données sur la géométrie de surface. On peut toutefois contourner le problème en fabriquant un moulage de la main ou, simplement, en l’enduisant de talc.

À l’opposé, des minéraux trop brillants ou des objets mouillés ne peuvent non plus être scannés, cette fois parce qu’ils diffusent la lumière laser dans tous les sens au lieu de la réfléchir dans le scanneur. Ce sont les objets à surface dure et mate qui sont le plus aisément scannés, parce qu’ils réfléchissent bien la lumière laser dans le scanneur.

Combien un système pareil peut-il bien coûter? Disons que c’est plus qu’une auto, mais moins qu’une maison. Il existe des CMM de toutes tailles, les plus petits pouvant tenir sur une table et les plus gros pouvant soutenir une auto.

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