Des artefacts convertis en accessoires pour l’émission de télévision et des jeux vidéo de Time Team grâce au scan 3D d’Artec

Dans le monde de l’archéologie, l'équipe de Time Team est probablement la plus célèbre. Dans les années 1990 et 2000, l’équipe à l’origine de cette émission télévisée britannique très populaire a fait vivre aux téléspectateurs de tout le pays la passion des fouilles sur des sites historiques, et l’émission a été diffusée dans plus de 50 autres pays depuis.

Si la production de l’émission a cessé en 2014, elle a récemment été relancée au Royaume-Uni sous la forme d’une série YouTube et sur les plateaux de télévision du monde entier, avec l’arrivée d’une nouvelle équipe de passionnés d’archéologie qui ont rejoint l’équipe d'origine.

Soucieuse de conserver des contenus pertinents à l’ère du numérique, l’équipe de Time Team s’est fixé pour objectif de recréer l’aspect des sites historiques en 3D, grâce à des graphismes époustouflants, à un musée interactif et à une série de jeux vidéo en réalité virtuelle.

Time Team entre dans l’ère du numérique

Afin de poursuivre son objectif de rendre l’histoire plus attrayante, Time Team a adopté les technologies de pointe grâce à un partenariat avec l’Université de Plymouth.

Au cours des dix dernières années, l’université a travaillé sur divers projets avec le partenaire certifié Gold d’Artec Patrick Thorn and Co, et elle a adopté le Space Spider de qualité métrologique en 2019, puis a optimisé ses capacité de scan avec l’acquisition de l’Artec Leo et de l’Artec Ray un an plus tard.

Le scanner 3D Artec Ray installé à l’extérieur du site d’une ferme historique du Dartmoor. Image : plymouth sur Instagram

Actuellement en phase d’installation du plus grand laboratoire de jeux vidéo du sud-ouest de l’Angleterre, l’Université de Plymouth, fière propriétaire d’un Artec Leo et d’un Artec Ray, se hisse rapidement au rang de leader dans le domaine de la conception virtuelle.

Cherchant à augmenter les débouchés professionnels de ses étudiants par le biais de contrats commerciaux, l’Université de Plymouth a d’abord accepté de collaborer avec Time Team en 2022. Au départ, les organismes ont entrepris de transformer une ferme historique du Devon en une attraction touristique virtuelle, dans le cadre d’une collaboration avec Shadow Tor Studios, partenaire de Time Team, qui s’est ensuite orientée vers la CGI pour les jeux vidéo.

Pour Joel Hodges, maître de conférences à l'Université de Plymouth, et Matt Clark, patron de Shadow Tor, cette collaboration a également été l'occasion de mini-retrouvailles. Ayant rencontré Matt Clark pour la première fois lorsqu’il travaillait dans la région à l'âge de 14 ans, Joel Hodges connaissait son expertise dans le domaine. Pour lui, ce projet correspondait parfaitement aux objectifs de recherche de son université et constituait un excellent moyen d’offrir à ses étudiants une expérience professionnelle concrète.

Grâce à leur expertise ainsi qu’au scanner Leo piloté par l’IA et au scanner Ray LiDAR à longue portée, les développeurs ont constaté qu’ils pouvaient rapidement créer un modèle réaliste de l’ensemble du bâtiment.

Artec Leo utilisé pour capturer les détails les plus fins du site historique de Dartmoor. Image : plymouth sur Instagram

« Dans le bâtiment lui-même, il y a une longue grange avec une partie pour abriter les animaux, explique Matt Clark. Grâce à Leo, nous avons pu scanner certaines de ses caractéristiques plutôt étranges, c’était si facile. C’était aussi agréable d’avoir cette technologie blanche et lumineuse à côté d'un bâtiment historique et poussiéreux dans une partie boueuse, humide et pluvieuse des Cornouailles. C’était vraiment cool. »

« Nous avons capturé de nombreux petits détails. Ray a scanné l’intérieur et Leo a capturé les cadres de porte, ainsi que d’étranges petites encoches sculptées et des marques de brûlure qui faisaient référence à l’expulsion des démons. »

Création des avatars de Time Team

Après le succès de la numérisation de la maison en bois de Devon, qui a ensuite fait l’objet d'une émission spéciale de Time Team, Joel Hodges, Matt Clark et leurs étudiants ont été chargés de développer des avatars pour les prochains jeux vidéo et le contenu interactif de l’émission.

Il y avait cependant un problème : les présentateurs et l’équipe ne se réunissaient que pour le tournage. Les émissions étant en grande partie filmées sur des sites de fouilles éloignés, il était impossible de recourir aux cabines de photogrammétrie traditionnellement utilisées pour créer des avatars de jeux vidéo, en raison des conditions météorologiques changeantes et de l'impossibilité d'assurer la logistique.

Ensuite, il y a le traitement des données. Les cabines de photogrammétrie utilisent des dizaines, voire des centaines d’appareils photo pour prendre des clichés de personnes sous tous les angles. Mais la synchronisation des données capturées par ces appareils en un nuage de points 3D peut prendre beaucoup plus de temps qu’avec le scan 3D.

« Les cabines sont très bien, on peut prendre les photos nécessaires en quelques millisecondes, mais combien de temps faut-il pour traiter les données ? interroge Patrick Thorn, directeur de Patrick Thorn and Co. Comme nous l’avons vu dans le récent webinaire d’Artec sur le scan du corps humain, la vitesse à laquelle il est aujourd’hui possible de scanner et de sculpter les modèles de corps humain avec Artec Leo et Studio est incroyablement élevée. »

Un autre avantage de taille est le Wi-Fi intégré de Leo, ajoute-t-il. « Dès qu’on dispose d’une connexion Internet, on peut télécharger les scans sur Artec Cloud, prêts à être traités dans Artec Studio, de retour au bureau. »

Ces gains de rapidité se sont reflétés dans le projet des avatars des membres de Time Team, avec une session initiale de capture et de traitement qui n’a duré que quelques jours.  L’équipe de développement a même pu numériser les présentateurs portant des costumes d’époque, composés de surfaces brillantes traditionnellement difficiles à scanner comme les armures, afin que les joueurs puissent changer de tenue dans le jeu.

Selon Matt Clark, la vitesse de capture de Leo, qui est de 35 millions de points par seconde, a également permis de scanner plus facilement les membres de l’équipe sans avoir à leur dire : « Restez immobiles et ne respirez pas pendant 20 minutes. »

Matt Clark de Shadow Tor avec le scanner 3D Artec Leo

Les personnes, les plis des costumes, l’éclairage naturel, tout ce que l’on veut pour les séquences d’un épisode a été capturé, ajoute Matt Clark. Les gens n’aiment pas non plus rester immobiles très longtemps, et dans le cadre d’un tournage, ils n’ont que rarement la possibilité de le faire. Par rapport aux 600 photos de la tête d’une personne nécessaires pour la photogrammétrie, Leo a été nettement plus rapide à utiliser. »

« Je sais qu’il existe des cabines pop-up, mais comme nous pouvons nous trouver à deux heures d’une route ou d’une source d’énergie, le scan 3D est le seul moyen évident à notre disposition. »

Réalisation de modèles historiques

Si Joel Hodges et Matt Clark ont utilisé exclusivement le Leo sans fil et piloté par l’IA pour capturer les avatars de l’équipe de Time Team, ils ont par la suite intégré la photogrammétrie dans leur workflow pour numériser les accessoires.

Pour scanner les costumes brillants tels que les armures romaines, les développeurs ont d’abord constaté que leurs surfaces réfléchissantes les rendaient difficiles à capturer. Grâce à Artec Studio, il est désormais possible de combiner de manière transparente les données de scan 3D et de photogrammétrie.

L’écran intégré d’Artec Leo est utilisé pour visualiser l’aperçu d’un costume romain scanné en 3D

Cette fonctionnalité a permis à l’équipe de combler les lacunes des modèles avec des photos haute résolution, d’obtenir une qualité de texture extrêmement élevée et, en fin de compte, de développer des avatars numériques incroyablement réalistes.

Artec Studio a également facilité l’exportation des modèles vers des programmes de photogrammétrie comme Agisoft Metashape. En fait, grâce au logiciel d’Artec, l’équipe a pu réduire considérablement le nombre de polygones des modèles et simplifier leur rendu dans le jeu, sans perdre de précieuses données de texture telles que les plis des vêtements ou les subtilités des accessoires historiques.

« Nous conservons les visages high poly, mais pour diminuer le nombre de polygones pour le déroulement du jeu et les mouvements, il faut les écraser, explique Matt Clark. Il faut également les traiter de manière à ce que les détails de la texture soient intégrés en premier, en conservant tout le matériel de scan haute résolution. Nous les appliquons ensuite au modèle low poly pour obtenir des modèles pleins et très détaillés. »

Les projets de développement de l’Université de Plymouth

Maintenant que l’Université de Plymouth et Shadow Tor ont progressé dans la numérisation de l’équipe de Time Team, ils planifient la prochaine étape de leur collaboration. Sur un autre site de fouilles, ils ont déjà pu numériser un sarcophage romain au fur et à mesure de son excavation.

On pense que ce type d’images capturées en temps réel pourrait bientôt être utilisé pour créer des expériences télévisuelles immersives, et l’équipe prévoit d’y retourner dans les plus brefs délais.  Lors de futures fouilles, elle prévoit également d’utiliser Leo, Ray et Space Spider pour créer d’autres accessoires de jeux vidéo.

Pour Joel Hodges cependant, l’impact d’initiatives telles que la collaboration avec Time Team va au-delà de ce qu’il est possible de recréer sous forme de jumeaux numériques. Son département a établi des partenariats avec de nombreux développeurs de jeux vidéo réputés, suscitant une forte demande pour les cours qu’il dispense à l’Université de Plymouth.

Numérisation d’un costume en cotte de mailles à l’aide d’Artec Leo

Alors que les installations de son département continuent de s’agrandir, Joel Hodges prévoit de lancer trois nouveaux cours, conçus pour apporter aux étudiants des compétences qui répondent mieux aux besoins de l’industrie.

« Les concepteurs techniques sont de plus en plus demandés, car les studios veulent une personne capable de travailler à la fois comme un éditeur et comme un concepteur de jeux, conclut le maître de conférences. Nous commençons à réduire l’écart entre l’ingénierie et la conception. Dans nos nouveaux cours, les étudiants travailleront sur le scan 3D, mais ils collaboreront également avec un ingénieur pour tout mettre en œuvre. »

« Nous allons toujours intégrer le processus de capture d’avatars dans notre programme d’études, mais l’université s’oriente vers une collaboration plus commerciale. »