LiDAR vs photogrammétrie: quelle méthode de numérisation 3D vous convient?

Le LiDAR et la photogrammétrie sont les deux technologies fondatrices de la numérisation 3D. Le LiDAR utilise des impulsions laser pour mesurer la distance, combinées à des photos pour capturer le détail des surfaces. La photogrammétrie n'utilise que de multiples photographies pour reconstruire des modèles 3D. Une troisième approche, la capture spatiale par IA, utilise désormais la vision par ordinateur et l'apprentissage automatique pour déduire la géométrie 3D à partir de multiples photographies prises avec un appareil photo standard. Comprendre ces trois approches est le moyen le plus rapide d'obtenir de meilleurs résultats à chaque scan.

Si vous portez un iPhone Pro ou un iPad Pro, vous disposez déjà d'un capteur LiDAR. Le LiDAR, abréviation de Light Detection and Ranging, émet des impulsions de lumière infrarouge et mesure le temps qu'elles mettent à revenir, calculant ainsi la distance précise de chaque surface atteinte. L'appareil capture également des photos pour appliquer couleur et texture sur cette géométrie. La NASA utilise le LiDAR pour cartographier les terrains planétaires. Les véhicules autonomes l'utilisent pour naviguer en temps réel. Apple a miniaturisé la même technologie et l'intègre dans tous ses appareils Pro depuis 2020.

La photogrammétrie adopte une approche différente. Elle reconstruit la géométrie 3D et le détail des surfaces en analysant des photos se chevauchant. N'importe quel appareil photo peut fournir les photos, d'un smartphone à un DSLR en passant par un drone, et les applications mobiles les transforment en modèles 3D détaillés.

Le paysage plus large de la numérisation 3D

Pendant des décennies, la numérisation 3D a exigé du matériel dédié. Les scanners laser terrestres et les installations professionnelles de photogrammétrie fournissent des résultats de niveau topographique, mais pour 10 000 à 100 000 $ ou plus, sans compter des opérateurs formés et un post-traitement sur ordinateur. Ces outils servent toujours les organisations qui ont besoin de la plus haute précision à la plus grande échelle. Ce qui a changé, c'est que les mêmes technologies de base fonctionnent désormais sur les appareils que les professionnels portent déjà sur eux.

Une application, quatre méthodes

Polycam réunit le LiDAR, la photogrammétrie, Gaussian Splat, et la capture spatiale 3D non-LiDAR dans une seule application.

La capture spatiale LiDAR utilise le capteur laser des iPhone Pro et iPad Pro pour une numérisation 3D rapide et dimensionnellement précise, avec génération de maillage en temps réel. Utilisez Space Mode pour parcourir un espace et voir le modèle prendre forme à l'écran. Le LiDAR est également la seule méthode de capture qui génère actuellement des plans d'étage 2D et 3D instantanés avec des données complètes de mesure et d'espace, en plus du maillage 3D.

La photogrammétrie reconstruit des modèles 3D détaillés à partir de photos se chevauchant. Object Mode utilise la photogrammétrie pour capturer des objets individuels, des équipements et des surfaces avec une qualité de maillage supérieure à celle des captures LiDAR. Les téléversements de drone utilisent la photogrammétrie pour générer des modèles 3D de site et des cartes orthomosaïques à partir de séquences aériennes.

Les Gaussian Splats offrent une option de traitement supplémentaire lors de la capture avec Object Mode. Au lieu de construire un maillage traditionnel, un Gaussian Splat est une technique de rendu 3D photoréaliste en temps réel qui reconstruit des scènes à partir de plusieurs images en optimisant des millions de petits ellipsoïdes 3D semi-transparents et anisotropes (les gaussiennes). Pensez-y comme à un nuage de points où chaque point porte plusieurs points de vue de votre capture. Le résultat se rapproche davantage d'une photographie 3D que d'un modèle traditionnel. Les Gaussian Splats ne produisent pas de maillage, mais lorsque le rendu photoréaliste est l'objectif, ils offrent un niveau de fidélité visuelle que les méthodes basées sur le maillage ne peuvent égaler.

La capture spatiale 3D non-LiDAR est la méthode la plus récente de Polycam. Tout iPhone 13 ou plus récent sans LiDAR peut scanner un espace en un seul passage. L'IA sur l'appareil utilise la vision par ordinateur et l'apprentissage automatique pour déduire la profondeur spatiale à partir des photographies, offrant un retour visuel en temps réel pendant le scan. Aucune connexion Internet requise.

Plus de la moitié des iPhone vendus dans le monde sont des modèles non-Pro. En activant la capture spatiale sur les appareils standard, Polycam a ouvert la numérisation 3D au reste de l'équipe.

La façon simple d'y penser: les espaces et les objets

Ouvrez l'application Polycam et les méthodes de capture correspondent directement à l'interface.

Space Mode scanne les pièces, les bâtiments et les environnements grâce au LiDAR sur les appareils Pro ou à la capture spatiale 3D non-LiDAR sur les iPhone standard.

Object Mode utilise des photographies ou des vidéos pour scanner des objets individuels, des équipements et des zones avec un détail visuel élevé. Traitez le résultat en maillage ou en Gaussian Splat.

Les téléversements de drone alimentent le pipeline de photogrammétrie ou de gaussian splat pour la cartographie aérienne à grande échelle.

Chaque méthode a des atouts qui dépassent son cas d'usage par défaut. La photogrammétrie et les Gaussian Splats offrent une fidélité visuelle et s'étendent à la couverture aérienne. La capture spatiale 3D non-LiDAR met la numérisation 3D entre les mains de chaque membre de l'équipe disposant d'un iPhone. Savoir quand recourir à chacune est ce qui distingue une équipe qui scanne d'une équipe qui scanne bien.

Principales différences techniques

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Quand recourir au LiDAR

Plans d'étage instantanés et conception interactive. Le LiDAR est la seule méthode de capture qui génère actuellement des plans d'étage 2D et 3D avec des données complètes de mesure et d'espace. Après le scan, Polycam génère un plan d'étage en quelques secondes grâce à l'IA. Le Floor Plan Editor donne ensuite aux professionnels un contrôle total: ajouter et repositionner des murs, placer des portes et des fenêtres, tester des agencements, chaque modification mettant à jour le plan 2D et le modèle 3D en temps réel. Une bibliothèque intégrée de plus de 70 objets, dont des meubles, des équipements et des éléments structurels, permet aux équipes de planifier et de visualiser les espaces en 2D et en 3D simultanément. Cela fait des plans d'étage générés par IA le point de départ d'une conception professionnelle, et non une simple exportation statique. Si votre processus dépend des plans d'étage, le LiDAR sur un appareil Pro est la méthode de capture appropriée.

Validation en temps réel sur le site. Le LiDAR affiche le maillage 3D terminé pendant que vous scannez, il n'y a donc aucune incertitude sur la couverture. Vous voyez le modèle prendre forme à l'écran pendant que vous capturez l'espace. Sur un chantier très actif ou lors d'une évaluation de restauration rapide, ce retour en temps réel confirme que vous avez capturé chaque recoin avant de repartir. Pour les équipes facturant à l'heure ou documentant des dizaines de biens après une tempête, cette assurance élimine les allers-retours.

La vitesse est le livrable. Un gestionnaire d'installations qui scanne une salle technique lors d'une visite de maintenance de routine. Une équipe de restauration qui évalue les dommages sur 40 logements avant l'arrivée de l'équipe de séchage. Un entrepreneur qui parcourt un bâtiment avant une échéance d'appel d'offres. Le LiDAR produit un modèle 3D exploitable avant que vous ne quittiez le site. Lorsque le calendrier ne permet pas un second déplacement, la capture en temps réel du LiDAR change la vitesse à laquelle un projet passe de la visite de site au plan d'action.

Cohérence dans le temps. La documentation de l'avancement des travaux, les évaluations de l'état des bâtiments et les relevés de propriétés à l'échelle d'un portefeuille exigent toutes des résultats reproductibles semaine après semaine ou site après site. Le LiDAR produit une géométrie cohérente quels que soient les changements d'éclairage, les conditions saisonnières ou les différences entre opérateurs. Les trois méthodes de capture produisent des résultats dimensionnellement précis, mais lorsque l'objectif est d'obtenir les tolérances les plus serrées et la référence la plus fiable pour des comparaisons dans le temps, le LiDAR sur un appareil Pro est le choix privilégié. C'est particulièrement vrai pour la coordination MEP et les applications où la précision des mesures est critique.

Quand recourir à la photogrammétrie

Objets, détails et fidélité visuelle. La photogrammétrie excelle pour capturer des éléments riches visuellement. Un entrepreneur en restauration qui documente des boiseries sur mesure endommagées par un incendie, où chaque veinure et chaque marque de brûlure doit apparaître dans la déclaration de sinistre. Un architecte qui capture des motifs de carrelage « tel que construit » et des ferrures en laiton pour que le cahier des charges de rénovation corresponde exactement à l'original. Un composant mécanique qui doit être modélisé pour être remplacé, avec chaque boulon et chaque soudure visibles. En Object Mode, vous pouvez capturer avec des photos ou une vidéo et choisir le traitement: photogrammétrie pour un maillage détaillé, ou Gaussian Splat lorsque le rendu photoréaliste importe davantage. Lorsque le relevé visuel est le livrable, la photogrammétrie produit la fidélité qui rend un modèle 3D convaincant pour un expert, un client ou un comité d'examen.

Grands sites, intérieurs et extérieurs. La photogrammétrie par drone est la norme du secteur pour la planification de sites, la topographie, le suivi de l'avancement des travaux et les relevés environnementaux. Un ingénieur civil qui cartographie un projet de nivellement de 40 acres avant le début des terrassements. Un entrepreneur en toiture qui documente les dommages de grêle sur tout un complexe commercial depuis les airs. Une équipe d'installations qui fait voler un drone dans un centre de distribution de 200 000 pieds carrés pour cartographier l'intégralité de l'agencement du sol. Les drones couvrent de vastes zones plus efficacement que la numérisation à main levée, produisant des cartes orthomosaïques haute résolution et des modèles 3D de site. La même approche s'applique aux grands espaces intérieurs: entrepôts, ateliers de fabrication, centres de congrès et hangars bénéficient tous de la capture aérienne. Les équipes AEC utilisent la photogrammétrie par drone pour la documentation extérieure et passent au LiDAR pour la coordination MEP en intérieur.

Connaissez les conditions dont elle a besoin. La photogrammétrie fonctionne bien dans plus d'environnements que ce que l'on imagine, mais elle nécessite un éclairage adéquat et suffisamment de texture de surface pour que le logiciel trouve des points correspondants entre les photos. Un entrepôt bien éclairé avec des équipements peints, des étagères étiquetées et des marquages au sol offre beaucoup de texture. Une pièce fraîchement plaquée, sans finitions et avec une peinture uniforme, n'en offre pas. Comprendre cette distinction avant de scanner fait gagner du temps et évite les re-scans.

 Pas de LiDAR? Pas de problème. 

La capture spatiale 3D non-LiDAR donne à tout iPhone 13 ou plus récent la capacité de scanner un espace complet en 3D avec le seul appareil photo standard. L'IA sur l'appareil utilise la vision par ordinateur et l'apprentissage automatique pour construire un modèle détaillé pendant que vous capturez.

Après le scan, les utilisateurs choisissent le traitement: sur l'appareil pour des résultats rapides où que vous soyez, ou téléversement dans le cloud pour un détail maximal sur les espaces plus grands ou à plusieurs niveaux. La sortie est un modèle de maillage 3D détaillé qui capture surfaces, textures et objets. L'expérience se rapproche davantage d'un scan LiDAR que d'une reconstruction traditionnelle à base de photos: parcourez l'espace et l'application construit le modèle.

Là où elle excelle et quand privilégier le LiDAR. La capture spatiale 3D non-LiDAR produit des modèles d'intérieur dimensionnellement précis avec un bon détail de texture, plus que suffisant pour la visualisation, la documentation et les mesures dans la plupart des scénarios d'intérieur. Elle reste actuellement en retrait par rapport au LiDAR sur deux points: les tolérances de mesure les plus serrées pour la coordination MEP et les performances dans les environnements très sombres ou totalement dépourvus de texture. Si vous scannez un vide sanitaire plongé dans le noir ou avez besoin d'une précision inférieure au pouce pour le routage des tuyaux, le LiDAR est le bon outil. Pour les inspections de biens, les rapports d'état des bâtiments, la documentation de site et la visualisation d'intérieurs, la capture spatiale par IA fait le travail.

Le vrai changement, c'est ce qui se produit lorsque chaque personne de l'équipe peut capturer. Une entreprise de restauration avec 30 experts en sinistres n'a pas besoin de 30 appareils Pro avec LiDAR. Chaque expert documente les sinistres avec le téléphone qu'il porte. Une équipe d'installations avec des téléphones variés se standardise sur une seule plateforme. Les rondes de maintenance de routine génèrent une documentation 3D automatiquement, au lieu de dépendre de la disponibilité de la personne qui a le téléphone Pro. Un entrepreneur général exige que les sous-traitants scannent l'état du site avant de commencer les travaux. Aucun achat de matériel spécial. Aucune formation au-delà de l'ouverture de l'application et de la capture de l'espace.

Lorsque la capture n'est plus limitée par le matériel, les équipes scannent plus de sites, plus souvent, avec plus de contexte transmis aux décideurs avant que les ressources ne soient engagées. C'est un changement dans la façon dont le travail se fait, pas seulement une nouvelle fonctionnalité.

Mêmes sorties professionnelles, intrants différents

Une idée reçue courante veut que les livrables professionnels exigent du matériel LiDAR. Polycam génère des sorties professionnelles à partir de scans LiDAR, de captures photogrammétriques et de capture spatiale 3D non-LiDAR. Les sorties spécifiques varient selon la méthode, et Polycam continue d'étendre ce que chaque méthode produit.

L'approche hybride: pourquoi les meilleures équipes utilisent les trois

Les équipes les plus efficaces adaptent la méthode de capture au moment.

Une entreprise de construction documente l'état existant avec le LiDAR pendant la phase de pré-construction pour une géométrie précise et des plans d'étage instantanés, puis capture l'espace achevé avec la photogrammétrie pour le portefeuille client.

Une équipe de gestion d'installations fait voler des drones dans un centre de distribution pour cartographier l'intégralité du plan d'étage, puis envoie des techniciens munis d'iPhone standard scanner les salles techniques avec la capture spatiale 3D non-LiDAR lors des maintenances de routine.

Un entrepreneur en restauration scanne un bien endommagé par l'eau avec le LiDAR dans les heures qui suivent le sinistre pour figer les mesures, puis équipe chaque expert de l'équipe avec la capture spatiale 3D non-LiDAR pour une documentation continue sur tout le portefeuille.

L'évolutivité change la donne. Polycam équipe toute une entreprise en capture 3D pour le coût d'un seul scanner laser spécialisé. 

L'IA transforme les scans bruts en livrables. Les rapports IA de Polycam génèrent automatiquement des documents PDF avec la surface au sol, la surface des murs et les mesures pièce par pièce, prêts pour la commande de matériaux, les devis et la documentation d'assurance. Les exports de nuages de points alimentent CAD, BIM et Revit. Les Virtual Walkthroughs permettent aux parties prenantes à distance de parcourir l'espace comme si elles étaient sur place. La méthode de capture détermine le caractère visuel et géométrique du modèle. Les sorties professionnelles convergent.

Polycam conserve les trois méthodes dans la même application et la même bibliothèque. Alternez entre elles selon le travail à faire. Partagez avec les parties prenantes via un lien web, sans qu'aucune application ne soit requise de leur côté.

Commencez à scanner

Le moyen le plus rapide de comprendre où la numérisation 3D mobile s'intègre dans votre processus est de capturer un site réel. Que ce site soit un bâtiment existant avant rénovation, un tronçon de cours d'eau avant la conception de restauration, ou un toit avant la saison des tempêtes, un seul scan montre tout le contexte et la clarté que la documentation 3D apporte avant que des étapes plus formelles ne commencent.

Choisissez la méthode qui correspond au site. Si vous n'êtes pas sûr, commencez avec le téléphone que vous avez.

Polycam Business inclut la capture spatiale LiDAR, la capture spatiale 3D non-LiDAR, la photogrammétrie par drone, les outils de mesure avancés, les exports de nuages de points, les Virtual Walkthroughs, les bibliothèques d'équipe partagées et les rapports générés par IA, le tout pour 400 $ par an et par utilisateur.

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La numérisation 3D est-elle la même chose que la photogrammétrie? Non. La numérisation 3D est la catégorie plus large, et la photogrammétrie est l'une de ses méthodes. La photogrammétrie construit des formes 3D en faisant correspondre des points caractéristiques de photos se chevauchant, il suffit donc d'un appareil photo. Le LiDAR, en revanche, utilise un laser pour mesurer la distance directement au lieu de s'appuyer sur des images.

Quelle est la différence entre le LiDAR et le scan laser? Il n'y a pas de vraie différence technique. LiDAR signifie light detection and ranging, et un scanner laser terrestre n'est qu'un type d'appareil LiDAR. En général, on compare un capteur de téléphone à un scanner sur trépied, qui diffèrent surtout par la portée, la densité de points et la précision, et non par leur principe de fonctionnement.

Pouvez-vous utiliser le LiDAR et la photogrammétrie ensemble? Oui, et les combiner aide dans la plupart des cas. Utilisez le LiDAR pour scanner l'espace, car il capture rapidement les formes des pièces et fonctionne bien même en faible lumière. Utilisez la photogrammétrie pour les objets à l'intérieur de l'espace, surtout lorsque vous avez besoin de surfaces détaillées.

Avez-vous besoin d'un téléphone avec LiDAR pour faire de la photogrammétrie? Non. La photogrammétrie utilise des photos, donc n'importe quel téléphone avec appareil photo, DSLR ou drone fonctionnera. L'essentiel est d'obtenir une couverture suffisante avec des images se chevauchant sous différents angles pour voir chaque surface souhaitée. Un téléphone avec LiDAR vous donne simplement un autre moyen de capturer la profondeur.

Polycam utilise-t-il le LiDAR ou la photogrammétrie? Les deux. Les modes Space et Floorplan utilisent le capteur LiDAR pour les pièces et les plans d'étage, ce qui nécessite un iPhone ou un iPad équipé du LiDAR. Les appareils iOS non-LiDAR peuvent également scanner en mode Space. Le mode Object utilise la photogrammétrie et fonctionne avec n'importe quel appareil photo, avec des gaussian splats disponibles comme alternative photoréaliste à un maillage modifiable.

Quelle est la précision de Polycam? Sur un appareil LiDAR, les scans sont précis à environ un demi-pouce près pour les intérieurs typiques. C'est suffisant pour les relevés « tel que construit », les plans d'étage, l'aménagement des espaces et les devis de rénovation.

Quelles sont les limites de la numérisation 3D par téléphone? Les scanners de téléphone ont une portée plus courte que les modèles sur trépied, vous devrez donc planifier en conséquence pour gérer des espaces plus hauts.

Quand avez-vous encore besoin d'un scanner terrestre? Vous aurez besoin d'un scanner terrestre lorsque vous avez besoin d'une précision supérieure ou de données de points plus détaillées. Les livrables certifiés, les archives exigeant une précision au huitième de pouce et les réseaux aériens denses pour la coordination MEP en appellent tous un. C'est un niveau d'outil différent pour des travaux plus exigeants.

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