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Comment réaliser des bonnes prises de vues

Niveau technique
2/5
Matériel
2/5

Prérequis

Contenu

La photogrammétrie, une technique utilisée pour créer un modèle 3D des objets physiques à partir de photographies. La qualité du résultat repose entièrement sur la qualité des images capturées. En effet, une bonne qualité d’image est fondamentale pour garantir des résultats précis et fiables.

 

 

Le choix du capteur est un élément crucial car il influe directement sur la qualité des données capturées et, par extension, sur la précision des résultats obtenus. Voici les principaux facteurs à considérer lors du choix du capteur pour la photogrammétrie :

  1. Taille du capteur : Les capteurs plus grands ont généralement une meilleure capacité à capturer la lumière, ce qui se traduit par des images de meilleure qualité avec moins de bruit. Les capteurs de format APS-C et plein format sont préférés pour la photogrammétrie en raison de leur taille plus importante.

  2. Résolution : La résolution du capteur, mesurée en mégapixels, détermine la quantité de détails capturés dans une image. Une résolution plus élevée permet de capturer des détails plus fins et d’obtenir des résultats plus précis lors de la reconstruction 3D.

  3. Sensibilité ISO : La sensibilité ISO du capteur influence sa capacité à capturer des images dans des conditions de faible luminosité. Un capteur avec une plage ISO étendue peut être avantageux pour la photogrammétrie, car cela permet de capturer des images de qualité même dans des conditions d’éclairage difficiles.

  4. Dynamique : La plage dynamique du capteur fait référence à sa capacité à reproduire les détails dans les zones claires et sombres d’une scène. Un capteur avec une large plage dynamique est préférable pour capturer des scènes avec un contraste élevé sans perdre de détails dans les hautes lumières ou les ombres.

Pour choisir le bon objectif en photogrammétrie, plusieurs facteurs doivent être pris en compte afin d’obtenir des résultats précis et de haute qualité :

  1. Distance focale : La distance focale détermine le champ de vision de l’objectif. Pour les captures en intérieur, on va privilégier des objectifs à focale courte (grand angle) pour capturer une plus grande partie de la scène dans des espaces restreints. En extérieur, on s’orientera vers des objectifs avec une focale moyenne (autour de 30mm) afin d’éviter de capter une zone trop grande et donc de réduire la qualité des détails de l’image.

  2. Focale fixe: Les objectifs à focales fixes sont préférées en photogrammétrie car il capte plus de lumière, l’absence du mécanisme lié au zoom permet également de limiter le risque de pénétration de  poussière et le nombre réduit d’éléments optiques réduit la distorsion.

  3. Netteté : La netteté de l’objectif est cruciale pour capturer les détails avec précision. Optez pour des objectifs réputés pour leur netteté à toutes les ouvertures, ce qui garantit des images nettes et détaillées pour la photogrammétrie.

  4. Ouverture : Une grande ouverture maximale peut être avantageuse pour la capture dans des conditions de faible luminosité, mais elle peut également entraîner une profondeur de champ plus faible. Trouvez un équilibre entre l’ouverture maximale et la profondeur de champ nécessaire pour votre projet.

  5. Stabilisation : Si vous prévoyez de capturer des images à main levée ou dans des conditions de faible luminosité, la stabilisation optique ou la stabilisation sur le boîtier peut être utile pour réduire les flous de mouvement.

L’appareil doit idéalement être en mode manuel afin d’avoir un contrôle total sur les paramètres tels que l’ouverture, la vitesse d’obturation ou la sensibilité ISO.

Le mode automatique doit être éviter car cela implique un manque de cohérence entre les images.

En photogrammétrie, l’ouverture joue un rôle crucial dans la capture d’images précises et de haute qualité pour la reconstruction 3D.
  1. Contrôle de la profondeur de champ : En photogrammétrie, une profondeur de champ précise est essentielle pour capturer des images nettes de tous les éléments de la scène. Pour la photogrammétrie de bâtiments, on va souvent opter une ouverture relativement faible du diaphragme entre F/8 et F/11. Il faut éviter les valeur au-delà de F/11 pour éviter le phénomène de diffraction.
  2. Gestion de la lumière : L’ouverture contrôle la quantité de lumière qui atteint le capteur de l’appareil photo. En ajustant l’ouverture en fonction des conditions de lumière, vous pouvez obtenir des images correctement exposées tout en évitant la surexposition ou la sous-exposition, ce qui est crucial pour la précision des mesures dans la photogrammétrie.
  3. Réduction du flou de mouvement : En choisissant une ouverture appropriée, vous pouvez minimiser le flou de mouvement dans les images, ce qui est important pour obtenir des points de correspondance précis entre les différentes images lors de la reconstruction 3D.

ISO (International Organization for Standardization) fait référence à la sensibilité du capteur de l’appareil photo à la lumière. L’ajustement de l’ISO peut avoir un impact sur la qualité des données capturées et sur la précision des résultats obtenus. 

  1. Bruit numérique: L’augmentation de l’ISO augmente la sensibilité du capteur à la lumière, mais cela peut également entraîner une augmentation du bruit numérique dans les images. Le bruit numérique peut compromettre la qualité des données capturées, en particulier dans les zones sombres de l’image, ce qui peut affecter la précision de la reconstruction 3D. On va donc toujours choisir la valeur la plus basse possible, idéalement ISO 100 mais cela nécessite de travailler dans la plupart des cas avec un trépied.


  2. Contraste et dynamique: Des niveaux élevés d’ISO peuvent réduire le contraste et la plage dynamique des images, ce qui peut entraîner une perte de détails dans les hautes lumières et les ombres. Une plage dynamique réduite peut rendre plus difficile la correspondance des points entre les images, ce qui peut compromettre la précision de la photogrammétrie.
  3. Gestion de la lumière : L’ajustement de l’ISO peut être utilisé pour gérer la quantité de lumière qui atteint le capteur de l’appareil photo. Dans des conditions de faible luminosité, augmenter l’ISO peut permettre de capturer des images bien exposées sans compromettre la vitesse d’obturation.

Le format RAW offre plusieurs avantages significatifs en photogrammétrie. Les fichiers RAW contiennent des données brutes non compressées, sans traitement par l’appareil photo lui-même. Cela signifie qu’ils offrent une représentation fidèle des données lumineuses capturées par le capteur, sans perte de qualité ni altération due à la compression ou au traitement.

Les fichiers RAW offrent une flexibilité maximale lors du post-traitement. Étant donné qu’ils conservent toutes les informations capturées par le capteur, vous avez un contrôle total sur les ajustements de l’exposition, de la balance des blancs, du contraste, de la netteté et d’autres paramètres lors du développement des images. Cela permet d’optimiser les images pour la photogrammétrie en ajustant précisément les paramètres pour obtenir les meilleurs résultats possibles.

Les fichiers RAW conservent une quantité maximale de détails dans les zones d’ombre et de lumière de l’image, ce qui est essentiel pour la photogrammétrie, où chaque détail compte pour une reconstruction 3D précise.

Lors de la capture d’images en extérieur pour la photogrammétrie, plusieurs éléments doivent être pris en compte concernant la lumière naturelle :

  1. Éviter les conditions d’éclairage extrêmes: Les conditions d’éclairage extrêmes telles que la lumière directe du soleil en plein midi peuvent créer des ombres dures et des contrastes élevés, ce qui peut rendre difficile la correspondance des points entre les images. Il est préférable de photographier sous une lumière douce et diffuse, tôt le matin ou en fin d’après-midi, lorsque la lumière est plus douce et les ombres sont moins prononcées.

  2. Éviter les changements de lumière brusques : Les changements soudains de lumière dus aux nuages ou à d’autres facteurs météorologiques peuvent entraîner des variations de luminosité entre les images, ce qui peut affecter la précision de la reconstruction 3D. Essayez de capturer les images lorsque les conditions d’éclairage sont stables et uniformes. Il faut également être attentif à la variation de la lumière dans le temps notamment quand on réalisé plusieurs “boucle” autour d’un bâtiment. 

  3. Utiliser des filtres : Des filtres polarisants ou des filtres neutres peuvent être utilisés pour réduire les reflets sur les surfaces réfléchissantes et pour équilibrer la luminosité entre le ciel et la terre. Cela peut aider à obtenir des images plus uniformes et cohérentes pour la photogrammétrie.

En photogrammétrie, que ce soit en intérieur ou en extérieur, l’éclairage uniforme est d’une importance capitale pour garantir des données de haute qualité et une précision optimale dans la reconstruction 3D.

Un éclairage uniforme permet de minimiser les variations de luminosité dans la scène, ce qui facilite la correspondance des points entre les images et améliore la précision de la reconstruction 3D. Les zones surexposées ou sous-exposées peuvent compromettre la qualité des données, entraînant des erreurs dans la reconstruction et des résultats moins précis.

En cas de forte variation d’éclairage dans un scène, il peut être utile de faire du braketting 

La stabilisation est un élément important si l’on veut obtenir des images de qualité. Différents moyens de stabilisation peuvent contribuer à améliorer la qualité des données 

  1. Utilisation d’un trépied: Monter l’appareil photo sur un trépied offre une stabilité maximale, ce qui réduit les risques de flou et garantit des images nettes. Le pied est particulièrement important si l’on veut une grande profondeur de champs car cela implique un faible ouverture du diaphragme et donc un plus long temps de pose.

  2. Utilisation du retardateur: Lorsque vous utilisez un trépied, l’activation du retardateur de l’appareil photo permet de réduire les vibrations causées par le déclenchement de l’appareil photo. Cela contribue à des images plus nettes en éliminant le risque de flou de mouvement dû à la pression sur le déclencheur.

  3. Utilisation d’un déclencheur externe: Un déclencheur externe, tel qu’une télécommande sans fil ou un câble déclencheur, permet de déclencher l’appareil photo sans avoir à le toucher directement. Cela réduit les vibrations potentielles causées par le contact avec l’appareil photo, ce qui contribue à des images plus nettes et à une meilleure précision dans la photogrammétrie.

L’utilisation d’une charte de couleurs, présente plusieurs avantages en photogrammétrie :

  1. Référence colorimétrique fiable : Un colorchecker fournit une référence colorimétrique fiable avec des couleurs standardisées. Cela permet d’assurer la précision des couleurs dans les images capturées.

  2. Correction des couleurs : En photographiant un colorchecker dans les mêmes conditions d’éclairage que la scène principale, il devient possible de corriger les variations de couleurs et les dérives chromatiques dans les images. Cette correction des couleurs contribue à obtenir des résultats plus précis et cohérents lors de l’analyse et du traitement des images en photogrammétrie.

  3. Étalonnage des capteurs et des objectifs : En utilisant un colorchecker, il est possible d’étalonner les capteurs et les objectifs de l’appareil photo pour compenser les différences de rendu des couleurs entre les appareils. Cela garantit une cohérence des couleurs entre différentes séries d’images.

  4. Automatisation du processus : L’utilisation d’un colorchecker peut être intégrée dans des flux de travail automatisés, ce qui permet d’accélérer et de simplifier le processus de correction des couleurs et d’étalonnage des appareils photo, ce qui est particulièrement avantageux pour le traitement de grandes quantités d’images en photogrammétrie.

Pour relever un objet en photogrammétrie, le choix de l’angle de vue et de la superposition entre les images est très important.

Il faut avoir un angle de maximum 30° entre chaque image, tant sur le plan vertical que sur le plan horizontal. 

Pour la superposition, il faut essayer d’obtenir une superposition d’environ 60 à 80%.

 

Author

Benoît Lemmens

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