Préserver l'héritage royal européen avec RealityCapture et l'Unreal Engine

28 février 2023
Pour bien préparer le futur, nous devons tirer des leçons du passé. Lieux, objets anciens ou collections privées : veiller à la conservation du patrimoine mondial est primordial si nous voulons que les générations futures puissent y accéder et comprendre notre histoire. Les technologies d'aujourd'hui nous offrent la solution : la numérisation. 
 
Des sociétés comme Artzenal, en Slovaquie, avec sa gamme de services d'art numérique allant des esquisses en 2D aux contenus 3D de haute qualité en passant par les représentations de personnages, s'engagent dans des projets de conservation culturelle pour la sauvegarde de cette histoire. 
 

Sissi, impératrice d'Autriche et reine de Hongrie

Le dernier projet en date d'Artzenal s'appuie sur RealityCapture et l'Unreal Engine pour recréer en numérique la collection privée de l'impératrice Élisabeth d'Autriche. Outre la collection, constituée de meubles, d'œuvres d'art, de vêtements et d'autres effets personnels, l'équipe a reproduit ses chambres au palais de Schönbrunn et à la Hofburg de Vienne telles qu'elles étaient à la fin du XIXe siècle.
 

Née duchesse Élisabeth de Bavière, Sissi, comme on la surnommait, devient impératrice d'Autriche en 1854, lorsqu'elle épouse l'empereur François-Joseph. En 1867, elle devient également reine de Hongrie pour sa contribution à la formation de la double monarchie austro-hongroise. 

Impératrice au plus long règne d'Autriche, Sissi était considérée comme l'une des plus belles femmes du monde et était réputée pour son caractère rebelle et anticonformiste. Après plus d'un siècle, ses nombreuses réussites et réalisations, hors du commun pour une femme de la fin des années 1800, fascinent encore et toujours.
 

Capturer l'histoire  

Depuis sa conception, ce projet est motivé par l'envie de proposer une expérience interactive dotée d'une dimension éducative (un format dit "ludo-éducatif") pour retracer certaines périodes de la vie de l'impératrice.

Le projet pilote officiel est le fruit d'un partenariat entre Schloss Schönbrunn, propriétaire et curateur de la collection, Culture XR, spécialiste allemand de l'octroi de licences, et Artzenal, responsable du développement et de l'exécution de la solution numérique à travers l'association de diverses technologies novatrices.

Pour numériser la collection et recréer les chambres impériales, l'équipe avait besoin d'outils de photogrammétrie de haute précision et devait être capable de produire des environnements en 3D extrêmement détaillés et explorables en temps réel. 

RealityCapture est une solution à la pointe de la photogrammétrie. Elle permet de créer automatiquement des maillages 3D aux textures très détaillées à partir de photographies, de scans LiDAR ou d'un mélange des deux. Avant de se lancer dans le projet Sissi l'impératrice, Artzenal utilisait déjà RealityCapture depuis plusieurs années pour produire du contenu Triple-A de haute qualité à destination de jeux ou de films. Ainsi, l'équipe savait le logiciel adapté aux exigences de précision d'un projet patrimonial de grande ampleur. 
"Notre expérience avec RealityCapture en a fait un choix évident pour la photogrammétrie. Selon nous, il s'agit du meilleur logiciel existant pour la recréation de ressources volumineuses, qui peuvent requérir des milliers de photos chacune", déclare Milan Kubinec, responsable du marketing et du développement commercial chez Artzenal. Il ajoute que les résultats sont, selon l'équipe, les meilleurs du marché et que la rapidité du processus ainsi que la possibilité de l'automatiser par le biais d'une programmation en CLI (interface de ligne de commande) sont appréciables.

L'équipe d'Artzenal a utilisé un mélange de scans LiDAR pour les chambres et de photogrammétrie pour les objets. Après avoir scanné intégralement l'environnement par LiDAR, l'équipe a capturé individuellement les meubles, les œuvres d'art et les vêtements, dans les moindres détails, au moyen d'appareils photo à haute résolution et parfois d'objectifs macro. Pour les objets brillants, la polarisation croisée a été utilisée lorsque c'était possible et nécessaire. En complément, l'équipe a pris des photos afin de créer des tuiles de matériaux pour recouvrir de plus vastes surfaces dans l'Unreal Engine. 
"La photogrammétrie consiste à photographier l'objet en entier et son environnement de manière à ce que chaque centimètre carré en soit capturé, en insistant sur les détails et les matériaux spécifiques (qui requièrent plus d'images) afin d'obtenir les résultats les plus réalistes et de meilleure qualité possible, explique Milan Kubinec. La phase de scan comporte des étapes qu'il faut suivre scrupuleusement. Nous commençons par photographier l'échelle, pour référence, puis le nuancier, avant de procéder au scan."
 

Créer des environnements ultraréalistes 

Une fois que RealityCapture a généré automatiquement les maillages 3D à partir de ces données, ceux-ci sont importés dans l'Unreal Engine afin de recréer les pièces des demeures de Sissi l'impératrice telles qu'elles étaient lorsqu'elle y vivait. "Les capacités extraordinaires de l'Unreal Engine en matière de réalisme nous permettent d'insuffler la vie à nos contenus numériques, commente Milan Kubinec. Elles garantissent que les ressources seront totalement fidèles à leurs modèles réels en contexte.

On peut alors s'immerger dans le palais de Schönbrunn tel qu'il était dans le XIXe siècle de Sissi l'impératrice. De l'emplacement des meubles à l'environnement, en passant par la structure du bâtiment et la possibilité de manipuler ses effets personnels, les résultats sont tout bonnement époustouflants." 
 
Cependant, le projet n'a pas toujours été simple. L'équipe a rencontré des difficultés inattendues, non pas liées à la technologie, mais au contexte. 

"Nous avons été surpris par la rigueur des règles imposées, confie Milan Kubinec. Nous n'avions pas le droit d'utiliser de flash sur la majorité des objets capturés. Nous étions constamment surveillés et aucun aliment ni aucune boisson n'était autorisé sur place, par crainte de dégradation. Nous avons même dû photographier certains objets à travers une vitre. Sans RealityCapture et l'Unreal Engine, la qualité des images aurait été inutilisable par manque de lumière et de références colorimétriques, ou à cause de reflets." 
 

Instantané du futur : RealityCapture et l'Unreal Engine  

Grâce à l'association de RealityCapture et de l'Unreal Engine, Artzenal a pu générer ce que l'équipe estime être parmi les scènes les plus réalistes actuellement disponibles dans le secteur et ainsi créer une importante ressource de contenu interactif et modifiable. 

L'exposition en VR s'est ouverte à l'occasion de la conférence LEAP 2023 à Riyadh, où des milliers de visiteurs ont pu vivre leur première expérience de tourisme virtuel en parcourant les salles numérisées et en interagissant avec les objets de la collection.

Artzenal a fermement intégré ces outils à ses flux de travail et utilise désormais la technologie dans tous ses projets. Par ailleurs, grâce aux nouvelles fonctionnalités de l'Unreal Engine 5, comme le système de micropolygones virtualisés Nanite ou d'éclairage global dynamique et de reflets Lumen, le processus d'optimisation a été nettement amélioré. Le temps de traitement ne se mesure plus en mois, mais en semaines, et le photoréalisme en temps réel est désormais encore plus facile à atteindre. 

"Grâce à cette puissante combinaison de technologies, l'essence de la réalité est véritablement capturée, déclare Milan Kubinec. Elle nous permet non seulement de créer une copie extrêmement fidèle d'un objet dans son état actuel, mais également de l'imaginer lorsqu'il était neuf. L'utilisation conjointe de RealityCapture et de l'Unreal Engine crée une ambiance cinématographique qui inspire la narration et donne vie aux données scannées." 
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