Acquisition opto-numérique de vêtements asiatiques anciens

Optical digital acquisition of ancient clothing collections

• Auteur / Autrice : Antoine Lucat
• Direction : Xavier Granier, Romain Pacanowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 06/02/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (Bordeaux) - Manao
• Jury : Président / Présidente : Daniel Méneveaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Xavier Granier, Romain Pacanowski, Gaël Obein, Lionel Simonot, Pascal Guitton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gaël Obein, Lionel Simonot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réflectivité bidirectionnelle

Patrimoine culturel -- Conservation et restauration

Texture (traitement d'images)

Traitement d'images -- Techniques numériques

Mots clés libres

Optique

Métrologie

Diffraction

Brdf

Numérisation

Dispositif imageant

Optics

Metrology

Diffraction

Brdf

Digitization

Imaging device

Résumé

La numérisation est un enjeu majeur dans le domaine du patrimoine, permettant d’une part la sauvegarde à long terme des pièces de collections, et d’autre part de les valoriser sous un jour nouveau. En collaboration avec le Musée d’Ethnographie de Bordeaux (MEB), ce travail de thèse se fixe pour objectif de proposer une solution novatrice en terme de numérisation en proposant une réponse à la problématique suivante : comment restituer fidèlement l’apparence d’une pièce de collection, tel que la version numérique soit, à l’oeil, indiscernable du véritable objet ? La taille des objets à numériser ainsi que la résolution nécessaire pour obtenir la qualité souhaitée impliquent de fait une quantité astronomique de mesures à effectuer, formant un véritable défi technique et scientifique. Cette thèse se propose de répondre à cette observation par la réalisation d’un prototype d’acquisition innovant basé image, formé d’un dôme couvert de 1080 LED au sein duquel évolue une caméra sur bras robotisé. Ce travail est d’abord appuyé par un faisceau de recherches préliminaires, s’attardant sur les problématiques théoriques et pratiques attenant à une telle mesure. Cela a notamment permis de mettre en évidence à quel point la diffraction joue un rôle important dans la mesure de BRDF, bien au-delà des critères habituels. Dans ce sens, un nouvel algorithme de traitement des données, métrologiquement viable, a pu être proposé. Appuyé par ces acquis, le prototype de numérisation a pu être conçu, réalisé, calibré et finalement exploité avec succès pour la sauvegarde du patrimoine. Ce nouvel instrument, en constante évolution, jette alors la première pierre de nombreux axes de recherches futurs, tant portés sur l’optimisation du processus de mesure que sur l’exploitation des données générées.

Digitization is a major issue of interest in the field of cultural heritage, allowing on the one hand the long-term safeguard of collector’s pieces, and on the other hand to valorize them under a new revelatory way. In collaboration with the Musée d’Ethnographie de Bordeaux (MEB), this thesis work has the objective of proposing an innovative solution in terms of digitization, by answering the following problem : how to faithfully reproduce the appearance of a collector’s piece, such that the digital version is, to the eye, indistinguishable from the real object ? The size of the objects to be digitized as well as the resolution necessary to obtain the desired quality imply an astronomical quantity of measurements to be carried out, forming a real technical and scientific challenge. This thesis proposes to respond to this observation by producing an innovative imagebased acquisition prototype, formed by a dome covered with 1080 LEDs within which a camera on a robotic arm evolves. This work is first supported by a bundle of preliminary research, focusing on the theoretical and practical issues attached to such a measurement. This notably made it possible to highlight to what extent diffraction plays an important role in BRDF measurements, far beyond the usual criteria. In this sense, a new metrologically viable data processing algorithm has been proposed. Supported by these achievements, the digitization prototype has been designed, produced, calibrated and finally successfully used for the safeguarding of the cultural heritage. This new, constantly evolving instrument then lays the foundation stone for many areas of future research, both focused on optimizing the measurement process and on exploiting the generated data.