Étude de cas : Reconstruction de décor
Suivi des trajectoires de caméra et reconstruction des enveloppes géométriques 3D à partir de plans DSLR intérieurs et extérieurs avec des réglages de caméra inconnus.
Composite final et rendu du suivi
Objectif du projet et conditions de tournage
L'objectif principal de ce projet était de reconstruire des géométries 3D précises de l'environnement (enveloppes géométriques) et de résoudre le mouvement physique exact de la caméra pour plusieurs plans intérieurs et extérieurs. Les images sources ont été capturées à l'aide d'un appareil photo DSLR dans des conditions variées et non contrôlées, sans journaux de caméra préenregistrés, sans statistiques de focale, ni mires de calibration en damier pour l'objectif.
Sans télémétrie sur le plateau, le solveur de matchmove était chargé de calculer les focales de la caméra, les dimensions du capteur et les coefficients de distorsion simultanément avec le trajet de translation 3D. Cela nécessitait des points de suivi extrêmement cohérents sur des plans de profondeur extrêmes afin d'éviter toute ambiguïté mathématique.
Flux de travail adopté
- Préparation des images : Linéarisation des plages dynamiques pour faire ressortir le contraste dans les ombres sous-exposées et les ciels surexposés, maximisant ainsi les détails traçables.
- Grille de flux optique : Exécution d'un suivi automatisé par flux optique pour collecter des détails d'arrière-plan haute densité, combinée à des points d'ancrage manuels sur des structures statiques nettes (encadrements de portes, marches, coins de murs).
- Résolution de focale en deux étapes : Résolution d'abord de l'orientation statique de la caméra pour estimer la focale constante, puis résolution dynamique des coordonnées du trajet de la caméra.
- Reconstruction 3D du décor : Exportation du nuage de points 3D résolu dans des environnements de modélisation afin d'ajuster une géométrie polygonale structurelle (sols, colonnes, murs) correspondant aux espaces physiques.
- Validation de la télémétrie : Reprojeter les modèles low-poly sur les images pour vérifier l'alignement, s'assurer de l'absence de glissement et valider les limites d'erreur de reprojection.
Défis du solveur et solutions
Surfaces intérieures sans texture : Les couloirs blancs représentaient un défi classique de suivi en raison de l'absence de caractéristiques naturelles à fort contraste. Pour résoudre ce problème, des points de suivi manuels ont été verrouillés sur des lignes structurelles, telles que les seuils de portes, les joints de carrelage et les équipements électriques.
Parallaxe extérieure dynamique : Les plans de cour en extérieur présentaient des changements de profondeur dynamiques entre les arches au premier plan et les arbres au loin. Les plans de parallaxe ont dû être soigneusement séparés : les objets de premier plan ont été isolés à l'aide de masques rotoscopés afin d'éviter que le solveur de caméra de l'arrière-plan ne soit perturbé par les éléments en mouvement.
Distorsion de l'objectif : Les objectifs de kit DSLR présentent une légère distorsion en barillet. Le solveur a calculé un modèle de distorsion radiale personnalisé (coefficients `K1` et `K2`) pour redresser les plans, garantissant que les lignes droites modélisées s'alignent parfaitement avec les bords incurvés de l'objectif.