VarCity – Une ville controlée en 4D

Un projet de l'ETH (Université technique de Zurich) qui considère la ville comme un objet de recherche et utilise Cinema 4D pour visualiser les données recueillies.

Les villes en tant qu'espace spécifique de vie jouent un rôle important dans notre société et offrent de fait, un large éventail de facettes qui peuvent être étudiées afin de mieux les comprendre et améliorer ainsi la vie en ville. Les bâtiments, rues, parcs, rivières, résidents, la circulation et d'autres choses encore, se combinent pour constituer une ville moyenne. VarCity, projet ambitieux de l'ETH Zürich, a été initié par le professeur Luc Van Gool et dirigé par le Dr. Hayko Riemenschneider. L'idée fondamentale du projet était de créer une reconstruction précise de la ville en utilisant des images librement accessibles à partir des réseaux sociaux et des webcams publiques et d'utiliser également le flux continu d'images reçues de nombreuses façons différentes.



Pour commencer, une série d'images aériennes à haute résolution auxquelles des algorithmes propriétaires ont été appliqués a été utilisée pour créer un nuage de points qui a été à son tour converti en un modèle 3D précis et texturé. La qualité résultante aurait été largement suffisante pour des applications telles que les systèmes de navigation voire l'urbanisme, mais les promoteurs de VarCity voulaient davantage. Des voitures spécialement équipées ont traversé la ville, photographiant méticuleusement leur environnement. Les données ont été combinées avec du matériel d'imagerie supplémentaire et du matériel 3D préexistant pour créer ainsi un modèle détaillé de la ville.

Les images scannées à partir des webcams ont été utilisées pour affiner le modèle 3D et les données collectées ont également été utilisées pour déterminer la quantité effective de trafic dans la ville. Le système a la conscience du nombre de véhicules circulant dans un quartier particulier de la ville et du nombre de places disponibles, ce qui peut être utile si le système VarCity est utilisé pour la navigation, par exemple pour l'urbanisme ou même le stationnement. Lorsque Carlos Eduardo Porto de Oliviera a rejoint l'équipe en charge du projet, beaucoup de données avaient déjà été collectées et ne pouvaient être comprises que par ceux qui avaient les connaissances scientifiques dans ce domaine précis. Carlos s'est vu confié le travail de rendre cette information compréhensible pour un utilisateur de base. Un script propriétaire a été utilisé pour convertir les fichiers .PLY d'origine en .OBJ afin qu'ils puissent être ouverts dans Cinema 4D. L'énorme quantité de géométrie pour ne citer qu'elle en particulier, signifiait que Carlos devait d'abord impérativement tester les scripts, d'autant plus que les cartes UV étaient générées automatiquement. Finalement, l'équipe dispose dorénavant d'un outil permettant d'ouvrir les données converties dans Cinema 4D.

Lorsque les images aériennes ont été converties en modèles, les ombres des bâtiments ont été mal interprétées par les algorithmes utilisés pour générer les modèles. Pour résoudre ce problème, une application a été développée pour corriger automatiquement les modèles en fonction de l'imagerie supplémentaire générée. C'est la raison pour laquelle  des graphiques ont été créés dans la vidéo pour expliquer ce qu'est le projet VarCity.

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En fin de compte, ce système peut être utilisé comme une ressource de données pour de nombreuses applications: systèmes de navigation, guides touristiques automatisés, systèmes de particules et beaucoup plus encore, peuvent être mis en oeuvre en utilisant toutes ces données. Puisque la possibilité d'utiliser Cinema 4D pour convertir des données en images est en cours d'évaluation dans la phase de test, Carlos doit seulement déterminer dans quelle mesure Cinema 4D peut être utilisé pour de telles applications.

 

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