Erleb-AR

La Suisse dispose d’un riche et long héritage culturel. Malheureusement, une grande partie n’est plus ou n’est que partiellement visible aujourd’hui. Les nouvelles technologies visent à faire revivre ce passé.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Institut Institute for Human Centered Engineering (HUCE)
  • Unité de recherche HUCE / HuCE – cpvrLab
  • Organisation d'encouragement Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
  • Durée (prévue) 01.04.2019 - 30.06.2021
  • Responsable du projet Marcus Hudritsch
  • Direction du projet Marcus Hudritsch
  • Partenaire Bundesamt für Kultur
  • Mots-clés Augmented Reality, Virtual Reality

Situation

Une grande part du riche patrimoine culturel de la Suisse n’est aujourd’hui que partiellement conservée, sous forme de ruines ou de découvertes archéologiques. Une autre part a totalement disparu. Souvent, seuls de modestes panneaux d’information rappellent l’importance historique d’un lieu. Les musées et les installations in situ transmettent une foule de connaissances, mais il nous est souvent difficile d’imaginer nettement à quoi ressemblait le passé. Les technologies émergentes permettent de fusionner les images des caméras avec des modèles de bâtiments, d’objets et de personnes historiques. Cette réalité enrichie («réalité augmentée - RA») nous permet de ne plus nous fier seulement au pouvoir de notre imagination, mais de nous laisser transporter dans le passé sur la scène des évènements. Cela favorise un transfert de connaissances sous une forme plus palpable qu’auparavant et le patrimoine culturel suisse peut être littéralement rendu à la vie. Bien que des applications de réalité augmentée soient déjà disponibles aujourd’hui, la superposition précise de structures existantes en extérieur sur des modèles 3D en particulier demeure encore complexe. Les conditions météorologiques et de luminosité variables, les changements de saison et le mouvement des objets tels que les voitures et les piétons ne sont que quelques-unes des difficultés qu’il a fallu résoudre pour réaliser une expérience de RA réussie.

Bahnhofsplatz in Bern
Bahnhofsplatz in Bern

Approche

En raison des exigences élevées en termes de précision et de stabilité, le projet open source ORB-SLAM a servi de base au développement d’un cadre RA personnalisé. Nous avons évalué les solutions existantes d’autres fournisseurs. Ces dernières ne répondaient pas à nos exigences ou en étaient encore à un stade de développement trop précoce au début du projet. ORB-SLAM crée un nuage de points basé sur les points distinctifs d’une image de caméra, qu’on peut considérer comme une carte tridimensionnelle. Grâce à ce nuage, la position de la caméra peut être déterminée avec précision («relocalisation»). De cette façon, un modèle 3D peut être inséré très précisément dans l’image de la caméra. Dans un processus itératif consistant à tester la solution existante à plusieurs reprises à différents endroits, nous avons étendu notre cadre de RA avec des fonctionnalités qui nous permettent de créer et de stocker un tel nuage de points et d’y adapter un modèle 3D. Nous avons constaté qu’il n’est pas toujours possible de créer un nuage de points qui permette de de procéder systématiquement à une relocalisation. C’est ce qui nous a poussés à développer plusieurs solutions de repli aptes à afficher également l’augmentation lorsque la localisation échoue, bien qu’avec moins de précision et de stabilité. Ces solutions sont basées sur des capteurs intégrés dans les téléphones mobiles modernes (GPS et capteur d’orientation), ainsi que sur des marqueurs fixes présents sur les sites.

Christoffelturm
Der nicht mehr existierende Christoffelturm

Résultat

Le résultat est une application qui peut être téléchargée gratuitement sur l’Android Play Store et l’Apple Store. Cette application peut actuellement être utilisée sur trois sites pour visualiser des bâtiments historiques partiellement conservés ou qui ont complètement disparu. Sur l’ancienne colonie romaine d’Aventicum (Avenches), on peut visualiser l’amphithéâtre, le sanctuaire du Cigognier et le théâtre. Dans la ville sœur d’Augusta Raurica (Augst), on peut apprécier le temple de Schönbühl et le troisième théâtre, dont une grande partie est encore visible aujourd’hui. Enfin, le Christoffelturm, démoli au milieu du XIXe siècle, peut être admiré à son emplacement d’origine sur la place de la Gare à Berne.

Die Römersiedlung Aventicum heute
Die Römersiedlung Aventicum heute

Perspectives

Des sites supplémentaires d’importance historique peuvent être ajoutés à notre application relativement facilement lorsqu’une scène de RA en vaut la peine. Les modèles créés pour le projet seraient également bien adaptés à une utilisation en réalité virtuelle («RV»), dans laquelle l’utilisateur ou l’utilisatrice se retrouverait complètement immergé-e dans une autre scène. L’acquisition de ce savoir-faire place le HuCe-cpvrLab en bonne position pour réaliser d’autres projets dans le domaine de la RA/RV, que ce soit pour visualiser des objets qui n’existent plus ou qui n’existent pas encore.

Römersiedlung Aventicum
So hat die Römersiedlung Aventicum in der Antike ausgesehen