Si tu veux, on peut passer ce chapitre et aller directement aux réglages de l'appareil. Mais si on fait ça, on raterait le meilleur, et le plus utile. Parce que, tu vois, la technique avec laquelle tu vas bosser bientôt, c'est pas un truc de ouf qui serait sorti du ciel y a cinq ans. C'est un peu le dernier chapitre d'une histoire qui a commencé il y a super longtemps, tu vois, l'histoire de l'effort pour comprendre le monde et le voir sous différents angles. Tu vois, celui qui connaît cette histoire, il comprend pourquoi les règles de prise de vue sont comme ça. Et du coup, il a plus peur de la boîte noire. C'est de la géométrie, mon vieux. Elle est ancienne, la pauvre. Et elle est vraiment magnifique, je vous jure.
Voilà la frise chronologique de ce chapitre. Comme ça, tu pourras suivre toutes les étapes, et tu verras, il y a une trace pour chaque étape sur ton appareil.
Je vais te montrer une image que tu peux encore voir aujourd'hui d'avion au-dessus de l'Italie du Nord. Tu verras des champs, des routes et des fossés qui, sur des kilomètres, suivent une trame stricte. Cette histoire a environ deux mille ans. C'est des arpenteurs romains qui l'ont tracée, avec un outil qui aujourd'hui a l'air trop simple : la Groma. C'est une croix de bras de bois avec des fils à plomb suspendus, qui permettait de tracer des angles droits exacts. Ils ont partagé les territoires conquis en carrés réguliers (la Centuriatio), ont tracé des routes droites sur des centaines de kilomètres et ont fondé des villes dont les plans existent encore aujourd'hui.
Je voulais juste te dire que leur boîte à outils avait encore plus de trucs. Par exemple, la Dioptra, qui a été inventée dans l'Antiquité grecque et décrite par l'ingénieur Héron d'Alexandrie, pouvait mesurer des angles. C'est un peu comme un grand-père du théodolite que les géomètres utilisent encore aujourd'hui. Tu vois, avec le Chorobates, un long niveau à eau, les ingénieurs romains contrôlaient la pente de leurs aqueducs à des fractions de degré près. C'est comme ça qu'ils ont pu construire des conduites d'eau sur cinquante kilomètres.
Est-ce que tu peux m'expliquer ce que ça vient faire là, dans le contexte de la photographie ? Tu vois, c'est ici que naît l'idée maîtresse dont tout le reste découle : on peut mesurer le monde en le visant depuis plusieurs positions fixes. Imagine, t'as deux mecs qui voient la même tour. Ils l'observent chacun de son côté, avec son angle de vue et la distance qui les sépare. Du coup, ils savent à quelle distance la tour est, mais ils peuvent pas y aller pour la voir. Voilà, c'est ça la triangulation. En gros, DFX SplatCore fait ça pour toi : il calcule la position de chaque point image dans l'espace à partir de tes photos. Tu vois, la différence, elle est pas dans le principe, mais dans l'échelle. Par exemple, imagine que deux arpenteurs romains visaient une tour. Eh bien, aujourd'hui, des centaines de photos visent des millions de points.
Alors, tu vois, l'idée de base, c'est la triangulation. En gros, ce que deux arpenteurs font ici avec une tour, DFX SplatCore le fait avec chaque point image de ta série de photos. Et ça, des millions de fois, oui, des millions !
Je voulais juste te demander : est-ce que les Romains utilisaient des photogrammètres ? Non, et on est super pointilleux sur ce genre de trucs, parce que la partie 5 veut corriger les mythes. Les Romains, ils étaient les rois de l'arpentage : positions, angles, alignements, tout était fait par eux. Mais tu sais, ils ont jamais mesuré à partir d'images. Ils manquaient de deux trucs : ils avaient pas une bonne compréhension mathématique de la perspective, et ils pouvaient pas se fier à l'image elle-même. Les deux, tu ne les as qu'aux deux étapes suivantes. Les Romains, c'est un peu les papas de l'arpentage, pas de la photogrammétrie, mais sans eux, l'arbre entier serait pas là.
Ça fait un millénaire et demi, et plus précisément vers 1420, que ça se passe à Florence. Filippo Brunelleschi, le maître d'œuvre, celui qui a construit la coupole du Dôme plus tard, a eu une idée qui a tout changé dans l'histoire de l'art. Il a peint le Baptistère exactement comme on le voit depuis un endroit précis, il a fait un trou dans le panneau et il a fait en sorte que les gens qui regardent puissent voir le tableau à travers le trou, en se regardant dans un miroir. Tu vois, c'est comme si on ne pouvait plus faire la différence entre l'image peinte et le bâtiment réel. Voilà le topo : une image, c'est pas un truc qu'on invente comme on veut. Y a des règles à suivre, et si on les connaît, on peut reproduire la réalité de façon précise.
Ce que Brunelleschi a montré, Leon Battista Alberti l'a écrit en 1435 dans « De pictura » — la première description mathématique de la perspective centrale. Tu sais, son image est vraiment connue pour ça. En gros, le tableau, c'est comme une fenêtre ouverte sur le monde. Et quand on regarde à travers, on voit les rayons visuels de l'œil qui traversent le plan de la fenêtre. Et c'est là, au niveau de la fenêtre, que se forme l'image. Piero della Francesca, il a carrément creusé la mathématique en dessous, et Albrecht Dürer, il a fabriqué des appareils qui montraient le principe, tu vois. Ses gravures sur bois de 1525, elles montrent des dessinateurs qui visent à travers des viseurs et des grilles de fils pour transférer la réalité point par point sur le plan de l'image.
Avant que le premier appareil photo existe, on savait déjà que si on se représentait quelque chose en 3D, on pouvait le dessiner en respectant des proportions bien précises. Tu vois, tous les appareils que t'utilises aujourd'hui, c'est comme la fenêtre d'Alberti : un plan, en l'occurrence le capteur, à travers lequel des rayons visuels, c'est-à-dire la lumière qui passe par l'objectif, reproduisent le monde. Quand DFX SplatCore parle de « paramètres de caméra », il parle de toutes les infos qui décrivent la fenêtre, comme où elle se trouve, vers où elle regarde et jusqu'où elle s'ouvre.
Je voulais juste te parler de la fenêtre d'Alberti, tu sais, celle de 1435. Tu peux remplacer « œil » par « capteur » et « fenêtre » par « plan image de l'objectif ». Tu verras, c'est le modèle de caméra avec lequel DFX SplatCore calcule.
Jusqu'à maintenant, on avait tendance à faire le calcul dans un sens : le monde d'abord, puis l'image. Mais voilà, on néglige souvent cette étape, alors qu'elle est super importante. Alors, tu sais, on a commencé par construire la triangulation des anciens arpenteurs en science. C'est Gemma Frisius qui a décrit en 1533 comment cartographier tout un pays avec des chaînes de triangles. Et puis, au début du XVIIe siècle, Willebrord Snellius a mesuré toute une contrée de cette manière. C'est comme ça qu'on cartographierait plus tard des continents.
Alors, en 1759, y a ce mec, Johann Heinrich Lambert, qui était à la fois mathématicien et physicien, et en plus il s'est formé tout seul. Et il a écrit un truc qui s'appelle « La perspective libre ». Tiens, au fait, j'ai une idée révolutionnaire à te soumettre. Tu sais, on peut calculer la perspective à l'envers. Tu vois, si on a une image en perspective correcte, on peut savoir d'où elle a été prise. C'est comme, la position et la direction du regard du dessinateur, ça se déduit direct de l'image. Alors, les pros appellent ça le « relèvement », et c'est exactement ce que DFX SplatCore fait pour chaque photo : tu sais, où était la caméra quand la photo a été prise ?
Hé, vous savez, il faut vraiment prendre la mesure de l'époque : la mathématique complète de la photogrammétrie, elle existait déjà quatre-vingts ans avant la photographie. Ce qui manquait, c'était pas la compréhension — c'était juste une image à laquelle on pouvait croire la perspective. Un dessin fait à la main, c'est jamais vraiment exact, tu vois. Le dessinateur se trompe, il interprète, il embellit. Tu sais, le monde attendait, sans le savoir, une image que la géométrie elle-même dessine.
En 1839, tu sais quoi ? C'est Louis Daguerre qui a présenté à Paris le premier procédé photographique qu'on pouvait utiliser. En fait, c'est Nicéphore Niépce qui avait déjà posé les bases de cette technique dans les années 1820. Pour l'art, c'était vraiment quelque chose. Pour l'arpentage, c'était vraiment le rêve : enfin une image qui ne fait pas d'interprétation, mais qui enregistre la perspective avec une précision physique. Alors, tu vois, la lumière, elle entre par l'objectif et elle tombe sur une plaque. C'est ce qu'on appelle la fenêtre d'Alberti. Mais, tu sais, il n'y a pas de dessinateur qui se trompe.
Ça a pris combien de temps pour que quelqu'un fasse le lien ? Alors, tu sais, vers 1850, y'a un officier français, Aimé Laussedat qu'a commencé à faire des cartes avec des photographies. Il a appelé ça la métrophotographie et c'est lui qu'on appelle maintenant le père de la photogrammétrie. Peut-être pourrions-nous noter d'où il venait ? Je crois bien qu'il venait de l'arpentage. Tu vois, cette nouvelle discipline, elle est pas née dans les ateliers photo, mais chez les cartographes. C'est un peu la suite directe de la lignée qui commence avec la Groma.
Alors, tu sais, l'histoire de cette ville, elle a commencé avec un petit malheur, presque un accident. Je voulais juste te dire que le jeune architecte, Albrecht Meydenbauer, il a mesuré la cathédrale de Wetzlar en 1858. Il l'a fait comme on le faisait souvent à l'époque, à la main, accroché à une corde, contre la façade. Il a failli y laisser sa peau. Tu sais, l'expérience l'a amené à une pensée qui, vue d'aujourd'hui, semble évidente et qui, à l'époque, était plutôt audacieuse : pourquoi grimper sur le bâtiment quand on peut le photographier et le mesurer depuis son bureau ? Alors, Meydenbauer, il a mis au point ses propres chambres métriques, puis il a forgé le mot « photogrammétrie » en 1867. Et en 1885, il a fondé l'Institut royal prussien des images métriques, la première archive au monde à consigner systématiquement les monuments bâtis en images métriques.
Pourquoi cet institut a été plus qu'une simple administration, tu vas le découvrir : quand les guerres et les catastrophes ont détruit des bâtiments, les plaques de verre de Meydenbauer sont devenues la base pour reconstruire ou au moins documenter ce qui avait été perdu. Pense bien à ça : une bonne image, c'est comme une assurance contre la perte. Elle reviendra plus tard, quand on aura fini de numériser le patrimoine culturel. Tu sais, ce que Meydenbauer a fait avec des plaques de verre pour les cathédrales, tu peux le faire aujourd'hui avec un appareil photo pour tout ce qui te tient à cœur.
Image IA
Pendant un siècle, la photogrammétrie, c'était un peu un truc pour les pros : des chambres métriques, des stéréoscopes, des appareils de restitution qui prenaient toute une salle, et devant, y avait des opérateurs qui étaient formés et qui traçaient point par point des cartes à partir de photos aériennes. Tu vois, les maths, c'était l'ancienne méthode, tu sais, avec la triangulation et le relèvement. Mais bon, faut pas oublier que ça demandait du boulot manuel, chaque point.
Et puis, les ordis sont arrivés, et avec eux, c'est la dernière barrière qui a sauté. Dans les années 1990, les ordinateurs ont appris à reconnaître tout seul des points caractéristiques marquants – le coin d'une fenêtre, une tache sur un mur, des milliers par image, sans intervention humaine. Du coup, on peut automatiser le relevé de Lambert : l'ordi retrouve les mêmes points dans plein de photos, il calcule en même temps les positions de toutes les caméras et l'emplacement de tous les points dans l'espace. On appelle ça la « structure from motion » (« structure à partir du mouvement »). En 2006, le projet Photo Tourism a montré quelque chose d'assez fou : à partir de photos de vacances ordinaires de gens qu'on ne connaît pas et trouvées sur Internet, on pouvait reconstruire où se trouvait la cathédrale Notre-Dame. En 2016, y a un logiciel libre qui a regroupé tout ce qu'on savait sur le sujet, c'est COLMAP. Et c'est exactement ce COLMAP qui bosse en ce moment dans DFX SplatCore quand tu importes une grosse série d'images.
Laisse-moi te dire un truc : l'arc que Lambert a décrit en 1759 pour une seule image dessinée, on le fait aujourd'hui en quelques minutes sur des centaines de photos et des millions de points. Tu vois, y a pas de magie là-dedans. C'est juste la même géométrie, mais en beaucoup plus rapide. Alors, voilà : quand DFX SplatCore te dit, après avoir importé tes données, qu'il a calculé les positions des caméras, il a fait exactement ce qu'un arpenteur romain aurait compris dans son principe. Il lui aurait juste fallu un peu plus de temps, c'est tout.
Voilà, cette histoire, elle raconte la même chose depuis deux mille ans, mais elle change tout le temps de forme : mesurer. Où est le point, au fait ? Et puis, on se demande aussi quelle hauteur pour la tour, quelle distance pour la route, quelle profondeur pour la pièce. Et donc, au final, on avait des nombres, des cartes, des plans, des nuages de points – des reproductions pour mieux comprendre.
Et puis, vers 2020, il se passe un truc super important, et il faut vraiment voir cette rupture comme une rupture : la recherche nous amène à poser une autre question. Et puis, on ne se demandera pas « où est chaque point ? », mais plutôt « à quoi ressemble cette scène depuis un point de vue quelconque ? ». — Non, on va pas mesurer, on va restituer. Alors, voilà, le résultat, c'est pas vraiment un plan, mais plutôt une expérience. On se balade tranquillement dans une scène hyper réaliste, on a même l'impression d'y être vraiment. Alors, on va vous expliquer comment on en est arrivés là, quelles idées se sont dépassées les unes les autres et pourquoi c'est justement un procédé nommé Gaussian Splatting qui a remporté la course. Tout ça, vous le saurez dans l'histoire de la partie suivante.
Pour vous en tant que photographe, cette rupture a une signification très pratique qui traverse tous les chapitres suivants : certaines règles de prise de vue de l'ère de la mesure restent valables sans changement (la géométrie a toujours besoin de points de vue et de netteté), d'autres sont devenues caduques, et d'autres encore sont plus importantes que jamais. Quelle règle apEn tant que photographe, tu sais, cette rupture, c'est vraiment quelque chose de super pratique. Ça va nous servir dans tous les chapitres qui suivent. Y a des règles de prise de vue de l'ère de la mesure qui restent les mêmes (genre, la géométrie a toujours besoin de points de vue et de netteté), d'autres qui sont devenues un peu dépassées, et d'autres qui sont carrément plus importantes que jamais. Et pour ne pas que ça se mélange, y a la partie 5 qui dit clairement quelle règle va avec quel tiroir. Mais avant, jetons un œil au nouveau venu.partient à quel tiroir, la partie 5 le clarifie — le chapitre des mythes. Mais avant cela, examinons de plus près le nouveau venu.
