Modèles 3D de l'inscription du Mur (dit) d'Hannibal et de la pierre taillée expérimentalement

Les modèles 3D de l'inscription du Mur (dit) d'Hannibal et de la pierre taillée expérimentalement sont accessibles sous la forme des fichiers suivants au format standard LAZ. Une visualisation de la surface de la pierre avec l'inscription avec différents ombrages est accessible au format PDF. 

Inscription.laz : Nuage de points 3D de l'inscription découverte sur le site du Mur (dit) d'Hannibal.

Taille.laz : Nuage de points 3D de la pierre taillée expérimentalement avec différents outils.

InscriptionOmbrages.pdf : Visualisation du modèle numérique d'élévation de l'inscription en ombrages.

Pour les deux modèles, la résolution est de 20 µm. L'échelle est en centimètres.

Ces nuages de points peuvent être visualisés à l'aide du logiciel libre Cloud Compare. Un temps d'attente peut être nécessaire pour télécharger les fichiers et les ouvrir dans le logiciel.

https://www.cloudcompare.org

Pour Mac, le lien suivant fonctionne si l'utilisateur ouvre le fichier téléchargé depuis le Finder et accepte d'installer Cloud Compare et ccViewer.

https://asmaloney.com/software/ 

Lors de l'ouverture d'un fichier une boîte de dialogue permet de spécifier les champs associés à chaque point 3D. Un champ scalaire additionnel désigné "Illuminance (PCV)" est proposé par défaut. En cliquant sur "Appliquer à tous" et "Oui à tout", le nuage s'ouvre dans le logiciel. La fenêtre du logiciel présente une vue 3D au centre et sur la gauche deux onglets : Base de données (DB Tree) et Propriétés. Lorsqu'un nuage de points est ouvert il apparaît dans l'onglet Base de données.

Par exemple, le nuage de points "Inscription.laz" contient les points 3D mesurés de la surface de la pierre. Lorsque le nuage est ouvert, il est visualisé en couleurs avec la texture photographique. Pour changer la visualisation, sélectionner le nuage, aller dans l'onglet propriétés, puis modifier le champ "Colors" de "RGB" à "SF Scalar Field".  La valeur du champ "Active" qui est située en dessous de "Scalar Fields" indique alors la valeur "Illuminance (PCV)". Le nuage de points est visualisé en portion de ciel visible, ce qui permet de s'affranchir de la texture photographique et de mettre en évidence les creux et les reliefs des traces taillées dans la pierre. Pour passer en niveaux de gris, aller dans "Color Scale", "Current", puis sélectionner "Grey". L'affichage des niveaux de gris du champ scalaire "Illuminance (PCV)" a été modifié en serrant sur les valeurs de l'histogramme qui est dans "SF display params" dans l'onglet propriétés.

Le fichier PDF des ombrage peut être ouvert avec un lecteur de fichier PDF comme Adobe Acrobat Reader. L'avantage d'un logiciel dédié est de permettre de visualiser les images en plein écran avec un défilement automatique ou manuel d'une image à l'autre, ce qui renforce l'observation des détails des creux et des reliefs présents sur la surface de la pierre. La visualisation de l'inscription à l'aide d'ombrages permet d'observer les détails de chaque lettre en variant l'éclairage du modèle numérique de terrain (MNT). Ce modèle de la surface tridimensionnelle de la surface de la pierre taillée permet de s’affranchir de la texture et de l'éclairage photographique pour mieux apprécier la forme des sillons des lettres qui forment l'inscription.

Les paragraphes qui suivent concernent des aspects techniques et les paramètres liés à la création du nuage de points et aux paramètres des techniques de visualisation, notamment la portion de ciel visible et le relief ombré.

Le modèle 3D de l'inscription a été obtenu par photogrammétrie multi-image à l'aide de l'algorithme Sfm (structure from motion) du logiciel Agisoft Metashape 2.0.3. Les paramètres les plus élevés (Ultra high) ont été choisis pour aligner les 55 images de l'inscription et générer le nuage de points dense. Le modèle a été mis à l'échelle en cm et les axes ont été orientés à partir d'une longueur et d'une largeur mesurées sur la surface de la pierre. 

Le modèle 3D de la pierre taillée expérimentalement a été obtenu selon une procédure similaire à partir de 70 images de la surface de la pierre pour générer le nuage de points, définir les axes et le mettre à l'échelle.

La portion de ciel visible a été calculée avec Cloud Compare en utilisant l'extension (plugin) PCV / ShadeVis avec 512 rayons échantillonnés dans la sphère de l'hémisphère nord (+Z) et une résolution de rendu de 4096.

Chaque relief ombré correspond au résultat de l’éclairage du MNT par une source lumineuse située à l’infini. La direction des rayons lumineux est définie par un angle d’élévation depuis la surface et un angle d’azimut entre 0° et 360° autour du modèle. Les angles d’élévation de moins de 10° sont utiles pour visualiser des stigmates extrêmement fins. Selon cette logique, plus la surface de la pierre est inclinée, plus l’angle d’élévation doit être augmenté pour maintenir un éclairage frisant des sillons de l'inscription. De plus, l’orientation des sillons varie et ceux qui sont parallèles aux rayons d’un azimut donné ne sont pas ombrés. Pour pallier aux limitations associées à un seul éclairage, 120 reliefs ombrés ont été générés avec ArcMap en faisant varier l’élévation de 10° à 50° par pas de 10° par rapport à la surface et l’azimut de 0° à 345° par pas de 15°. Ces angles sont choisis de manière à pouvoir visualiser le relief ombré des sillons verticaux, horizontaux et obliques avec un éclairage frisant sur les surfaces planes et inclinées de la surface de la pierre.

Les 120 images en niveaux de gris des reliefs ombrés ont été traitées avec Camera Raw pour obtenir une luminosité et un contraste similaire sur l’ensemble de la pierre. Cette normalisation des histogrammes a permis d’atténuer les fortes différences de luminosité entre les images afin de mettre en évidence les variations plus fines au niveau des sillons taillés. De cette manière l’attention de l’observateur est centrée sur les sillons et non sur le fait que la surface de la pierre apparaisse plus sombre ou plus claire lorsque les reliefs ombrés sont visualisés.