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FP7

3D-PITOTI Résultat en bref

Project ID: 600545
Financé au titre de: FP7-ICT
Pays: Royaume-Uni

Une nouvelle technique de numérisation reproduit l'art rupestre en 3D

Pour le profane, l'art préhistorique correspond souvent aux peintures trouvées dans les grottes. Toutefois, l'art rupestre est une autre forme d'expression visuelle à l'air libre, plus répandue mais menacée par les caprices de la météorologie. L'équipe du projet 3D-PITOTI s'est fixé pour objectif de transmettre cet héritage aux générations futures. Depuis 2013, elle développe des techniques capables de numériser, traiter, reconstruire et visualiser l'art rupestre en 3D.
Une nouvelle technique de numérisation reproduit l'art rupestre en 3D
Cet art est généralement considéré par les archéologues comme un témoignage précieux de la pensée à l'époque préhistorique et protohistorique. En effet, les individus représentaient les objets auxquels ils attachaient de l'importance, l'art rupestre apporte un moyen unique de connaître leur conception de la recherche de nourriture, de la violence entre les individus et de la place des deux sexes. Comme le souligne Giovanna Bellandi, assistante de recherche à l'université de Cambridge, «L'art rupestre peut être considéré comme un langage ou un moyen de communication primitif. Il ne s'agit pas d'une forme d'art au sens moderne, mais plutôt d'une sorte de langage qui permettait aux hommes préhistoriques de communiquer certaines idées.»

L'art rupestre est également très différent d'une région d'Europe à l'autre: «Il est étroitement lié au lieu où les représentations ont été réalisées», ajoute Mme Bellandi. «Il faut tenir compte du contexte géographique, du type de roche et aussi du contexte social. De nombreuses questions restent en suspens concernant l'art rupestre, et ce n'est qu'en adoptant des approches différentes et inédites que nous pourrons y répondre.»

Le projet 3D-PITOTI (3D acquisition, processing and presentation of prehistoric European rock-art) est centré sur le Valcaminica, en Lombardie (Italie), un site classé au Patrimoine mondial de l'UNESCO et comptant quelques 100 000 représentations d'art rupestre appelées pétroglyphes (pitoti), le double restant peut-être encore à découvrir dans la région. La plupart des experts scientifiques et techniques spécialisés dans le site de Valcamonica ont collaboré pour mettre au point une technique capable de capturer, traiter et visualiser en 3D certains des spécimens d'art rupestre reconnus comme figurant parmi les plus remarquables au monde. Ensemble, ils espèrent pouvoir faire découvrir les pétroglyphes à un public plus large, de façon interactive et attrayante.

«La plupart des relevés précédents ont été réalisés en deux dimensions, par le biais de photos ou de tracés des formes en 3D gravées sur la surface des roches», déclare le Dr Sue Cobb, coordinatrice du projet, de l'université de Nottingham. «La troisième dimension ajoute de précieuses informations, notamment lorsque des gravures sont superposées, en nous permettant de déterminer leur chronologie relative.» Craig Alexander, un membre de l'équipe, précise que même si une technique de relevé 3D a déjà été utilisée dans ce domaine, c'est la première fois qu'elle débouche sur des résultats numériques: «Il y a plus de 40 ans, une série de moulages en plâtre a été réalisée à Valcamonica, puis reproduite et présentée en dehors du site. Néanmoins, les données numériques sont plus faciles et rapides à transporter d'un endroit à l'autre, et rendent nos modèles 3D accessibles à toute personne dotée d'une connexion Internet courante. Il est également possible de produire des représentations matérielles de l'art rupestre ailleurs qu'à Valcamonica, grâce aux imprimantes 3D modernes.»

Un nouvel ensemble d'outils

Les outils développés par l'équipe représentent un tout nouveau système d'acquisition, de traitement et de visualisation de l'art rupestre à plusieurs échelles. L'équipe a mis au point un nouveau système de numérisation de l'art rupestre, avec une exactitude inférieure au millimètre. Parallèlement, de nouvelles techniques de planification de vol d'avions sans pilote permettent de procéder efficacement et aisément au relevé du terrain entourant chacun des pétroglyphes, à une échelle allant du centimètre au kilomètre.

Pour l'étape de traitement, l'équipe a développé des techniques qui permettent d'enregistrer et de combiner avec exactitude un grand nombre de ces numérisations 3D, pour réaliser un modèle 3D cohérent à plusieurs échelles. Des outils avancés de segmentation et de classification permettent d'identifier de manière semi-automatique les différents types de pétroglyphes, tels que personnages, constructions et animaux. De leurs côtés, des outils de visualisation et d'interaction servent à explorer les pétroglyphes dans leur milieu naturel sur divers systèmes tels que tablettes et portables, caméra embarquées et le «Pitoti Scientists' Lab», une installation de visualisation 3D de haute qualité proposée par la Bauhaus-Universität de Weimar.

«Le logiciel développé dans le cadre du projet est extrêmement utile car il permet d'intégrer les capacités d'organisation et de stockage d'une base de données classique, tout en localisant les pétroglyphes dans leur environnement naturel 3D, et plus sur une simple carte», déclare Paolo Medici, archéologue au Centre camunien des études préhistoriques. «La base de données a été créée en tenant compte des exigences des archéologues, afin de satisfaire les besoins de la recherche numérique avancée dans le domaine de l'art rupestre.»

Les avantages du système 3D-PITOTI sont nombreux. Le relevé de précision des œuvres d'art rupestre (par tracé sur feuille de plastique) demande beaucoup de temps et de compétences et utilise une technique analogique. Au contraire, la nouvelle technique permet aux archéologues de numériser les œuvres en haute résolution, à plusieurs échelles et bien plus vite, quel que soit le nombre de gravures. La possibilité de combiner ces reconstitutions dans une seule base de données apporte aussi aux chercheurs une vision plus large. «L'utilisation d'un système numérique intégré permet de comparer de nombreux pétroglyphes entre eux et à d'autres œuvres d'art rupestre sur d'autres sites. . Cette possibilité de gérer de grandes quantités de données facilite aussi l'identification de schémas artistiques susceptibles de nous aider à comprendre leur signification», ajoute le Dr Cobb. Utilisée en association avec les installations collaboratives de visualisation 3D de Weimar, cette bibliothèque numérique complète d'œuvres d'art rupestre définit une nouvelle norme pour la recherche dans ce domaine.

Utilisation directe sur le terrain

Le consortium espère continuer de développer et tester ses techniques au cours des mois à venir. L'université de technologie de Graz et la société ArcTron 3D travailleront à la réalisation du prochain prototype de scanner, et plusieurs archéologues de l'université de Cambridge ont déjà fait part de leur intérêt pour utiliser les nouvelles techniques hors du cadre du projet.

Craig Alexander souhaiterait appliquer des méthodes telles que la segmentation et la classification d'images à l'analyse des images aériennes afin de découvrir de nouveaux sites, notamment des villages néolithiques de la région des Pouilles, tandis que Liliana Janik envisage de les utiliser en association avec son équipement pour le relevé des œuvres rupestres. Frederick Baker, chercheur spécialisé dans les pétroglyphes, est intéressé par la possibilité de réaliser des films avec cette technique: «J'espère que l'utilisation du scanner se généralisera sur le terrain. En tant que réalisateur, je continuerai d'utiliser la technique de numérisation pour produire de nouveaux films en utilisant des images et un nouveau langage», conclut-il.

Mots-clés

Art préhistorique, art rupestre, avion sans pilote, segmentation d'image
Numéro d'enregistrement: 182986 / Dernière mise à jour le: 2016-07-12
Domaine: TI, Télécommunications