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RealityCapture et Unreal Engine

RealityCapture et Unreal Engine

La locomotive à vapeur Albatros 498.104, avec sa longueur totale - moteur et tender - de 25,6 m, est vraiment imposante. En bleu royal poli et avec des roues rouge vif, elle se distingue immédiatement du noir prédominant de ses contemporains. C'est aussi le dernier représentant d'une ère technologique - la dernière grande locomotive à vapeur pour trains express avant l'émergence du diesel et de l'électricité sur les grandes lignes d'Europe centrale.

Machine à vapeur Albatros 498.104 - scan 3D et images en temps réel de UNREAL Engine by Artzenal from Artzenal on Vimeo.

Préservée par le club Albatros et entretenue par son président, M. Veres, et son équipe d'experts et de passionnés, l'Albatros est régulièrement présente lors de grands événements et de balades commémoratives, tirant souvent le car présidentiel de l'ancienne République de Tchécoslovaquie.

En tant que tel, c'est un objet qui nécessite de se déplacer pour le voir en direct - il aurait difficilement sa place dans un musée, et encore moins dans le salon de quelqu'un...

Scanner l'Albatros

Le moteur de l'Albatros pourrait être l'un des objets individuels les plus complexes à numériser en 3D. Sa taille, la nécessité de travailler à l'extérieur avec un éclairage naturel, des surfaces métalliques brillantes, du verre, des structures complexes et des couches et couches de beauté industrielle cachées dans des angles impossibles, font de sa numérisation un véritable test pour l'équipe et l'équipement. L'équipe d'Artzenal a utilisé le scanner laser FARO FOCUS 150 pour des dizaines de positions, parmi lesquelles 18 ont finalement été choisies, et plusieurs appareils photo Nikon D850 pour prendre 45 858 photos de la machine à vapeur Albatros.

"Nous avons dû planifier méticuleusement chaque étape pour obtenir un bon résultat, en divisant le moteur en "sections" et en travaillant sur celles-ci selon des plans quotidiens, en fonction des conditions météorologiques et de la lumière, afin d'obtenir un profil homogène.

Nous avons dû développer de nouvelles procédures pour capturer le modèle exact des surfaces métalliques brillantes et des instruments... Pour capturer chaque détail, nous avons pris près de 50 000 photos haute résolution et des dizaines de positions de balayage laser dans des passes séparées pour le modèle et les textures.

Notre équipe a passé 6 jours sur place à tout capturer dans les bonnes conditions pour obtenir un résultat absolument très détaillé et homogène." Richard Dömös - Responsable de l'unité de numérisation d'Artzenal

Réunir les données

Un autre défi et test pour l'équipe, le matériel et le logiciel, a été d'utiliser l'énorme quantité de données collectées - plus de 700 Go - pour créer un modèle unique correct de la machine à vapeur et du tender de l'Albatros en une seule fois. Il était essentiel d'aligner d'énormes quantités de données pour obtenir un résultat absolument précis, correct et fidèle à l'original dans tous les détails techniques et toutes les dimensions. En utilisant Capturing Reality et la plus grande puissance de calcul jamais employée chez Artzenal, il a fallu plusieurs tentatives - chacune prenant plusieurs jours pour l'alignement et la génération des données - pour finalement obtenir un résultat satisfaisant et rendant justice à l'original majestueux.

"Le moteur à vapeur de l'Albatros est le plus gros objet que nous ayons jamais essayé de générer dans Capturing Reality. Tous nos travaux précédents comportaient moins de 20 000 photos par objet. Nous nous sommes aventurés en territoire inconnu avec un nombre de photos plus de deux fois supérieur pour l'Albatros. Le processus a été une courbe d'apprentissage avec plusieurs tentatives de redémarrage, mais le résultat et le savoir-faire acquis ont justifié les moyens et les efforts.

Ce processus a également permis de tester le logiciel Capturing Reality. De notre côté, nous n'avons jamais essayé de traiter une telle quantité de données de différents types - scans laser et photographies - sur un seul objet. Le résultat est une preuve de la performance de cet outil et nous envisageons avec confiance de nouveaux défis à l'avenir." Marcel Petras - fondateur et responsable du pipeline Artzenal 3D

Données brutes

Le passage initial de Capturing Reality a produit les données suivantes :

Nuage de points - plus de 700 Go de données d'entrée

Modèle - 1,38BN triangles

Textures - 36 matériaux et 150 textures

Ces données brutes ont été stockées comme fichiers racines pour tous les cas d'utilisation ultérieure. La qualité permet d'atteindre pratiquement n'importe quel objectif - de l'archivage scientifique à l'impression haute résolution, en temps réel, à l'impression 3D, en passant par le film et la vidéo VFX, ou tout autre usage imaginable où les données numériques peuvent être appliquées.

Passage à Unreal Engine

Le cas d'utilisation principal - donner vie à la machine à vapeur Albatros sous la forme d'une expérience virtuelle - a nécessité le transfert de données brutes dans un format optimisé pour être utilisé dans le moteur Unreal. Le moteur Unreal d'Epic s'est imposé comme un choix naturel, à la fois en raison de son puissant environnement visuel et de la possibilité de créer facilement des builds pour les plates-formes visées.

Pour obtenir des performances rapides en temps réel pour les cas d'utilisation futurs, mais aussi pour conserver une qualité maximale sur du matériel respectivement performant, l'objectif initial était de réduire le modèle brut de 1,38 BN à une taille bien inférieure à 5 millions de triangles et à environ 150 textures et 36 matériaux pour obtenir un modèle "maître" en temps réel.

En fin de compte, le modèle "maître" de la locomotive à vapeur et du tender de l'Albatros a un maillage d'à peine un million de triangles.

L'article dans son intégralité publié (en anglais) sur le site de l'éditeur ici

RealityCapture est disponible à l'achat via la boutique en ligne Mediaworks ici