Relevé numérique d’art pariétal : définition d’une approche innovante combinant propriétés géométriques, visuelles et sémantiques au sein d’un environnement de réalité mixte

Digital survey of rock art : definition of an innovative approach combining geometric, visual and semantic properties within a mixed reality environment

• Auteur / Autrice : Violette Abergel
• Direction : Livio De Luca, Philippe Véron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception (AM)
• Date : Soutenance le 01/07/2020
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Modèles et simulations pour l’Architecture et le Patrimoine UMR 3495 (Marseille ; 2012-2023)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure d'arts et métiers (1780-....)
• Jury : Président / Présidente : Simon Richir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Livio De Luca, Philippe Véron, Nadine Rouillon-Couture, Laurent Lescop, El Mustapha Mouaddib, Oscar Gonzalo Fuentes Rodriguez, Kévin Jacquot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nadine Rouillon-Couture, Laurent Lescop

Mots clés

Mots clés contrôlés

Projection (géométrie)

Langages de programmation -- Sémantique

Analyse visuelle des données

Numérisation

Archéologie -- Méthodologie

Mots clés libres

Patrimoine culturel

Description sémantique

Réalité mixte

Spatialisation 3D

Systèmes d'information

Multi-Représentations

Cultural Heritage

Semantic description

Mixed reality

3D spatialization

Information systems

Multi-Representation

Résumé

Les progrès de ces dernières décennies dans les domaines de l’informatique et de la métrologie ont favorisé l’essor d’outils numériques de mesure de l’existant. Si le numérique n’a pas fondamentalement remis en question les principes de la mesure, l’amélioration de leur précision, de l’automatisation, et de la capacité de mémorisation ont, en revanche, constitué une évolution décisive dans de nombreuses disciplines. Dans le domaine du relevé d’art pariétal, leur introduction a rendu possible la collecte massive de données 2D et 3D en réponse à des besoins variés d’étude, de suivi, de documentation, d’archivage, ou encore de valorisation. Ces données constituent autant de nouveaux supports précieux pour la compréhension des objets d’étude, en particulier en ce qui concerne leur caractérisation morphologique. Cependant, malgré leurs nombreux potentiels, elles demeurent souvent sous-exploitées par manque d’outils facilitant leur manipulation, leur analyse, et leur enrichissement sémantique dans des contextes d’études pluridisciplinaires. En outre, ces méthodes tendent à reléguer l’engagement cognitif et analytique de l’observateur derrière son instrument de mesure, causant une rupture profonde entre les moments d’étude sur site et l’ensemble des traitements réalisés hors site, ou autrement dit, entre les environnements de travail réels et virtuels.Cette thèse propose de répondre à ces problèmes par la définition d’une approche intégrée permettant la fusion des aspects géométriques, visuels et sémantiques du relevé au sein d’un environnement de réalité mixte multimodal. En nous plaçant à la croisée des domaines des systèmes d’informations patrimoniaux et de la réalité mixte, notre objectif est de garantir la continuité des travaux menés in situ et ex situ. Ce travail a abouti au développement d’une preuve de concept fonctionnelle permettant la consultation de données numériques 2D et 3D issues de relevé et leur annotation sémantique en réalité augmentée via une interface web.

The advances of the last decades in the fields of computer science and metrology have led to the development of efficient measurement tools allowing the digitization of the environment. Although digital technology has not fundamentally overhauled the principles of metric measurement, the improvement of their accuracy, automation and storage capacity has, on the other hand, been a decisive development in many fields. In the case of rock art surveying, their introduction has allowed a massive gathering of 2D and 3D data, meeting various needs for study, monitoring, documentation, archiving, or dissemination. These data provide new and valuable supports for the understanding of the objects of study, in particular concerning their morphological characterization. However, in spite of their great potentials, they often remain under-exploited due to the lack of tools facilitating their manipulation, analysis, and semantic enrichment in multidisciplinary study contexts. Moreover, these methods tend to relegate the cognitive and analytical engagement of the observer behind the measurement tool, causing a deep break between on-site study moments and all off-site processing, or in other words, between real and virtual work environments.This thesis proposes to address these problems by defining an integrated approach allowing the fusion of the geometric, visual and semantic aspects of surveying within a single multimodal mixed reality environment. At the crossroads of the fields of heritage information systems and mixed reality, our goal is to ensure an informational continuity between in situ and ex situ analysis activities. This study led to the development of a functional proof of concept allowing the visualization of 2D and 3D digital data from surveys and their semantic annotation in augmented reality through a web interface.