Traditionnellement, la numérisation laser LiDAR a surtout été utilisée pour la cartographie géospatiale, mais cela commence lentement à changer, la technologie faisant son entrée sur les iPhone du quotidien.
Autrefois réservée aux cabinets d’architecture disposant de milliers de dollars à consacrer à du matériel spécialisé, la technologie LiDAR s’est désormais démocratisée. Elle ne se limite plus à la capture à longue distance et est de plus en plus utilisée pour la mesure en RA, la modélisation d’avatars, et bien plus encore.
Mais qu’est-ce que le LiDAR, exactement ? Alors que de nombreux propriétaires de smartphones ignorent encore son fonctionnement, ils risquent de passer à côté d’une occasion de tirer parti de cette tendance émergente.
Compte tenu du faible coût des smartphones par rapport aux scanners 3D sur trépied, les utilisateurs traditionnels de LiDAR peuvent également se demander comment leur appareil se compare. Si vous vous situez dans l’un ou l’autre de ces camps (ou si vous souhaitez simplement en savoir plus sur le LiDAR en général), vous êtes au bon endroit.
Pour les néophytes, commençons par expliquer le fonctionnement de la technologie, puis intéressons-nous aux applications les plus récentes, avant de poser la grande question : quelle sera la prochaine étape pour le LiDAR ?
Comment fonctionne le LiDAR ?
Le LiDAR, ou « détection et télémétrie par la lumière », est fondamentalement une technologie de temps de vol. Cela signifie qu’il capture une image numérique de son environnement en émettant une impulsion laser, en mesurant le temps nécessaire à son retour et en calculant la distance jusqu’à un objet cible.
En général, ce calcul est effectué à l’aide d’une unité de mesure inertielle (IMU) et d’un GPS intégré, qui aident ces appareils à déterminer l’orientation de l’avion et la localisation de l’énergie lumineuse. Capables de capturer d’immenses objets à plus d’une centaine de mètres, la plupart des scanners 3D LiDAR industriels sont également fournis avec un trépied, afin que les utilisateurs puissent effectuer d’autres tâches pendant la numérisation.
Il existe bien sûr de nombreuses autres technologies de numérisation laser. La capture par lumière structurée, par exemple, est largement utilisée pour équiper les scanners 3D portables professionnels. Bien que généralement plus agiles et précis que les appareils LiDAR, ils ont tendance à avoir une portée plus courte, ce qui les rend plus adaptés à la numérisation rapprochée d’objets complexes qu’à la numérisation à grande échelle.
Le LiDAR des smartphones modifie légèrement cette équation, en apportant la portabilité de la numérisation à main à cette technologie, mais il ne capture pas de données géométriques, ce qui limite ses cas d’utilisation potentiels.
Il existe également des technologies comme la photogrammétrie. Elle consiste à prendre des images qui se chevauchent tout autour d’un objet cible et à les fusionner numériquement. Lorsqu’elle est réalisée sans défaut, elle peut produire des modèles 3D d’apparence photoréaliste, d’où sa popularité dans les images de synthèse. Mais cela peut s’avérer délicat et produit aussi des numérisations moins précises que la numérisation 3D professionnelle.
Cela étant, vous n’avez pas nécessairement à choisir une technologie plutôt qu’une autre.
Pour des modèles à la fois précis sur le plan géométrique et remarquablement réalistes, vous pouvez associer la numérisation 3D à la capture photo dans Artec Studio. Dans le logiciel, vous pouvez même fusionner plusieurs numérisations (LiDAR ou non) pour obtenir une résolution incroyable, même si cela produit des maillages énormes.
En résumé : le LiDAR reste roi lorsqu’il s’agit de capture précise à grande échelle. Ce n’est pas une solution universelle, mais il peut être combiné à d’autres technologies pour pallier ses limites.
Comment utiliser le LiDAR sur votre iPhone
Bonne nouvelle ! Si vous possédez un iPhone Pro 12 à15, un iPad Pro 11 pouces de troisième génération ou un iPad Pro 12.9 pouces de cinquième génération, vous avez déjà le LiDAR. Il existait autrefois des options telles que le Galaxy S20 pour les utilisateurs d’Android, mais la plupart des fabricants ont depuis abandonné cette technologie. Les utilisateurs qui ne sont pas chez Apple se retrouvent donc désormais quelque peu délaissés en matière de LiDAR.
Pour ceux qui ont la chance de disposer de cette fonctionnalité, son utilisation est en réalité très facile. Le LiDAR de l’iPhone n’a peut-être qu’une portée de cinq mètres, mais il est très intuitif en pratique : pointez l’appareil, projetez des impulsions lumineuses vers un objet ou une zone, puis regardez votre appareil utiliser les données recueillies pour construire un modèle à l’écran.
Avec des applications comme Polycam et 3D Scanner App, il est également possible d’accéder à des outils pour smartphone qui facilitent la capture, l’édition, la mesure et le partage des numérisations du monde qui vous entoure. Les utilisateurs peuvent même s’amuser avec la RA pour entrer dans l’univers virtuel grâce à des effets visuels amusants et immersifs.
Mais vous n’avez pas nécessairement besoin de télécharger des applications pour constater des avantages concrets. Prendre des photos avec le LiDAR améliore la précision et la vitesse de mise au point des appareils photo des smartphones, ce qui donne des images visiblement plus nettes, en particulier dans des conditions de faible luminosité.
Principales applications du LiDAR
Passons aux cas d’utilisation, en commençant par la numérisation 3D LiDAR professionnelle. Le LiDAR continue d’être essentiel pour recueillir les données cartographiques précises nécessaires à la planification des chantiers de construction. Dans le domaine de la préservation du patrimoine, il est également utilisé pour « sauvegarder » numériquement des sites historiques.
Prenons le projet de JIE Technology à Shenzhen, en Chine. À l’aide d’un scanner LiDAR Artec Ray, son équipe est parvenue à numériser une statue bouddhiste de 15 mètres de haut, afin de la préserver pour les générations futures. Dans d’autres cas, des scanners LiDAR ont été montés sur des drones pour la reconnaissance. Plus tôt cette année, il a même été signalé que le LiDAR aéroporté avait contribué à découvrir une cité perdue en Amazonie.
Outre la planification de la construction et la préservation du patrimoine, le LiDAR a trouvé toutes sortes d’autres applications de cartographie, de l’évaluation des risques à l’analyse agricole.
À l’inverse, la numérisation LiDAR sur smartphone concerne avant tout les résultats rapprochés à haute résolution. Il peut s’agir de prendre de meilleures photos, de mesurer des pièces pour s’assurer que les meubles y tiennent, ou d’applications de RA avancées. Par exemple, certains opticiens permettent désormais aux utilisateurs d’« essayer » virtuellement des lunettes.
Quelques jeux sur l’App Store d’Apple proposent également une fonctionnalité de RA, afin que les joueurs puissent relever des défis virtuels situés dans des environnements réels. Le potentiel de cette technologie à faire se rencontrer brutalement les mondes virtuel et réel constitue sans doute l’une de ses applications les plus passionnantes.
À l’opposé, les capacités de modélisation 3D très vantées du LiDAR de l’iPhone comportent quantité de réserves qui limitent son potentiel. Si vous souhaitez créer des répliques numériques de personnes ou d’objets pour vous amuser, c’est une manière ludique de le faire. Mais regardez au-delà de l’enveloppe extérieure réaliste des modèles obtenus, et vous constaterez qu’ils présentent peu, voire aucune géométrie. Pas idéal pour des cas d’utilisation pratiques !
Quelle est la prochaine étape pour la numérisation 3D LiDAR ?
Il ne fait aucun doute que l’application la plus lucrative du LiDAR reste la cartographie géospatiale. Mais les récentes innovations, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de la numérisation 3D traditionnelle, élargissent également ses horizons. Il est désormais possible de combiner des numérisations LiDAR avec des données capturées par des scanners 3D portables plus précis afin de créer des modèles 3D à grande échelle offrant un niveau de détail incroyable.
Le LiDAR prend également son essor dans le guidage des véhicules autonomes. Du vaisseau spatial Dragon de SpaceX aux premières versions des voitures autonomes de Google, il a démontré un énorme potentiel dans ce domaine.
Il y a aussi l’engagement d’Apple envers cette technologie. Certes, l’entreprise a l’habitude d’irriter certains clients (nous vous regardons, fans d’Android). Mais elle maîtrise parfaitement l’art de faire découvrir des technologies existantes à de nouveaux publics.
En intégrant le LiDAR à ses quatre derniers iPhone, Apple a précisément fait cela : elle a apporté la numérisation 3D à une base d’utilisateurs totalement différente. Qu’il s’agisse de modélisation, de cartographie, de RA ou de toute autre chose, il est passionnant d’imaginer ce qu’ils feront de cette nouvelle puissance au bout des doigts !
Si vous recherchez un appareil LiDAR professionnel, préparez-vous à faire beaucoup de recherches. Les options sont nombreuses, et beaucoup ne sont pas bon marché. Mais si vous travaillez dans la construction ou l’industrie lourde, elles surpassent largement les iPhone. Il peut donc encore être judicieux d’y investir votre temps (et votre argent).
