Contribution à la valorisation et à la gestion de la documentation ...

mustardunfInternet και Εφαρμογές Web

21 Οκτ 2013 (πριν από 3 χρόνια και 9 μήνες)

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Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg


Mémoire de soutenance de Diplôme d’Ingénieur

INSA


Spécialité TOPOGRAPHIE


Contribution à la valorisation et à la gestion
de la documentation hétérogène du
patrimoine sous la forme d'une Interfa
ce

3D
appliquée au site de Châtel
-
sur
-
Moselle.



Présenté en

Septembre 2011

par

Vincent CAILLET


Réalisé au sein d
u

laboratoire

:







LSIIT UMR CNRS 7005






Equipe Trio/INSA






Groupe photogrammétrie et Géomatique






INSA Strasbourg






24, Boulev
ard de la Victoire






67000 Strasbourg


Directeurs de PFE

:

M. René ELTER


EA 1132 Université Lorraine, Unesco

Correcteurs de PFE

:

M. Mathieu K
OEHL



Maître de Conférence
-

INSA Strasbourg

M. Emmanuel A
LBY



Maître de Conférence
-

INSA Strasbourg



Page

iii


1

R
emerciements

:



Je remercie M.
ALBY

et M. ELTER mes directeurs de PFE pour leurs encadrements, leurs conseils et
la confiance qu’ils m’ont témoigné.


Je tiens à remercier l’ensemble du groupe PAGE, M. G
RUSSENMEYER

responsable du laboratoire
pour son accue
il

;

M. GUILLEMIN et M. GRANDMOUGIN technicien
s

de recherche pour leur
conseil et leur bienveillance

; M. KOEHL pour ses conseils techniques

; les doctorants et post
-
doctorants du laboratoire
pour leur aide et le partage de
leurs
connaissances
.


Je tiens à

remercier
les

membres dynamiques et passionnés de l’association du Vieux Châtel.


Aussi, je remercie Mlle Solveig Berger camarade de promotion et stagiaire au PAGE pour ses conseils
et sa bonne humeur.


Pour
l
es 3 ans de formation au sein de l’INSA, je re
mercie l’ensemble du corps professoral, mes
camarades de promotion et plus particulièrement Adrien FIEVET mon binôme.


Enf
in, je remercie mes parents, mon frère et ma sœur

qui m’
ont

appuyé

tout au long de ces années
d’étude
s.



Page

v


2

Sommaire


1

Remerciements

:

________________________________
_____________________

iii


2

Sommaire

________________________________
____________________________

v


3

Introduction

________________________________
__________________________

1

3.1

Contexte de l’étude

________________________________
_____________________

1

3.2

Organisation du mémoire

________________________________
________________

2


4

Etat de l’art

________________________________
__________________________

3

4.1

Analyse des logiciels CAO/DAO

________________________________
___________

4

4.2

Analyse des logiciels SIG

________________________________
_________________

4

4.3

Notion de Réalité Virtuelle

________________________________
_______________

5

4.4

Technologies du Web

________________________________
___________________

6

4.4.1

Langages du Web

________________________________
______________________________

6

4.4.1.1

XML

________________________________
________________________________
____

6

4.4.1.2

HTML, CSS, JavaScript et AJAX

________________________________
_____________

6

4.4.2

Formats 3D

________________________________
________________________________
___

7

4.4.2.1

GML

________________________________
________________________________
____

7

4.4.2.2

VRML

________________________________
________________________________
__

8

4.4.2.3

COLLADA

________________________________
_______________________________

8

4.4.2.4

X3D

________________________________
________________________________
____

8

4.4.2.5

PDF 3D

________________________________
________________________________
__

8

4.4.2.6

Flash CS4

________________________________
________________________________

9

4.4.3

Solutions Web 3D

________________________________
______________________________

9

4.4.3.1

City
-
GML

________________________________
________________________________

9

4.4.3.2

O3D

________________________________
________________________________
___

10

4.4.3.3

XML3D

________________________________
________________________________

11

4.4.3.4

WebGl

________________________________
________________________________
_

11

4.4.3.5

X3DOM

________________________________
________________________________

11

4.4.3.6

GLGE

________________________________
________________________________
__

12

4.4.3.7

XB Point Stream

________________________________
__________________________

12

4.4.3.8

Truview

________________________________
________________________________

13

4.5

Annotation des modèles 3D

________________________________
______________

13

4.5.1

Différentes théories

________________________________
____________________________

13

4.5.2

Logiciels d’annotations de modèle 3D

________________________________
_____________

14

4.6

Description des langages web côté serveur et côté client

______________________

15

4.6.1

Côté client

________________________________
________________________________
___

15

4.6.2

Côté serveur

________________________________
________________________________
_

16

4.6.2.1

Serveur de base de données

________________________________
_________________

16

4.6.2.2

Langage Serveur

________________________________
__________________________

16

4.6.2.3

Plate forme WAMP

________________________________
_______________________

16

4.7

Normes des métadonnées

________________________________
_______________

17

4.7.1

Dublin Core

________________________________
________________________________
__

17

4.7.2

Applications

________________________________
________________________________
_

18

4.8

Exemple de projet archéologique/we
b

________________________________
_____

18

4.8.1

CISAR

________________________________
________________________________
______

18

4.8.1.1

Description

________________________________
______________________________

18

4.8.1.2

Choix des technologies

________________________________
_____________________

18



Page

vi


4.8.2

Système d’information à Pompéi

________________________________
_________________

19

4.8.2.1

Description

________________________________
______________________________

19

4.8.2.
2

Choix des technologies

________________________________
_____________________

20

4.8.3

Système d’information dédié au patrimoine

________________________________
_________

20

4.8.3.1

Description

________________________________
______________________________

20

4.8.3.2

Choix des technologies

________________________________
_____________________

20

4.8.4

NUBES

________________________________
________________________________
_____

21

4.8.4.1

Description

________________________________
______________________________

21

4.8.4.2

Choix des technologies

________________________________
_____________________

21


5

Choix et description de la solution retenue

________________________________

23

5.1

Choix de la visual
isation 3D

________________________________
_____________

24

5.2

Description de la solution retenue

________________________________
________

25

5.2.1

Technique de visualisation

________________________________
______________________

25

5.2.2

Choix de la base de données

________________________________
_____________________

26

5.3

Développement de l’interface Web 3D interactive

___________________________

28

5.3.1

Etape de construc
tion de l’interface

________________________________
_______________

28

5.3.2

Description des données à intégrer

________________________________
________________

28

5.3.3

MCD

________________________________
________________________________
_______

30

5.3.3.1

Description

________________________________
______________________________

30

5.3.3.2

Relations

________________________________
________________________________

30

5.3.4

Mise en place de la plate
-
forme WAMP

________________________________
____________

32

5.3.5

PHP

________________________________
________________________________
________

32

5.3.5.1

Système de gestion de contenu

________________________________
_______________

32

5.3.5.2

Lancement de page à la volée

________________________________
________________

34

5.3.6

Gestion des éléments 3D

________________________________
________________________

34

5.3.6.1

Enregistrement du fichier en extension *.x3d

________________________________
___

35

5.3.6.2

Décomposition du modèle

________________________________
__________________

36

5.3.6.3

Intégration des documents X3D dans le DOM

________________________________
___

36

5.3.6.4

Structure du DOM

________________________________
________________________

36

5.3.6.5

Ajout d’outils de navigation

________________________________
_________________

37


6

Développement d’un site web

________________________________
___________

39

6.1

Description

________________________________
___________________________

40

6.2

Module présentation

________________________________
___________________

41

6.3

Module interface 3D

________________________________
___________________

41

6.3.1

Volet prése
ntation

________________________________
_____________________________

41

6.3.2

Volet interface 3D

________________________________
_____________________________

41

6.4

Module SGBD

________________________________
________________________

43

6.4.1

Volet pré
sentation

________________________________
_____________________________

43

6.5

Module recherche

________________________________
_____________________

44

6.6

Module fiche de description

________________________________
_____________

45

6
.6.1

But du module

________________________________
________________________________

45

6.6.2

Description de la fiche

________________________________
__________________________

46

6.6.2.1

Limite de visualisation

________________________________
_____________________

46

6.6.2.2

Mise en place de la fiche

________________________________
___________________

47

6.7

Lien vers modèle extérieur

________________________________
______________

49


7

Conclusions et perspectives

________________________________
_____________

51


Page

vii


8

Glossaire

________________________________
___________________________

53


9

Références

________________________________
__________________________

55

9.1

Articles, mémoires et thèses

________________________________
_____________

55

9.2

Notices et livres

________________________________
_______________________

56

9.3

Conférences

________________________________
__________________________

57

9.4

Sites internet

________________________________
_________________________

57


10

Liste des illustrations

________________________________
__________________

59


11

Liste des tableaux

________________________________
____________________

60




12

Annexes

________________________________
____________________________

61


A .

Etude fonctionnelle du SIG avec interface Web du site de la forteresse de Châtel
-
sur
-
Moselle (réalisé le 22/02/2011)

________________________________
_______________

62


B .

Notice WAMP Serveur

________________________________
________________

67


C .

Notice Système de Gestion Base de Données (SGBD)

________________________

71


D .

Notice script PHP Modèle Interactif

________________________________
_____

83






Page
1


3

Introduction

3.1

Contexte de l’étude


La forteresse de
la ville de
Châtel
-
sur
-
Moselle
est un site classé
en partie
au titre des
M
onuments
H
istoriques

situé

dans le département des Vosges. Lieu stratégique du territoire
, commandant le

passage de la Moselle sit
ué en contrebas. Cette place forte

s’y est développée depuis 1072 m
ais, son
histoire fut tourmentée
. E
lle fut démantelée en 1671.

E
n mai 1972,
ce site est pris en main par

l’association du Vieux Châ
tel. Découvrant un édifice de plus
de cinq hectares doté

d
e trois étages de galer
ies
,

de salles souterraines, de douze tours et riche de
multiples objets enfouis depuis plusieurs siècles. Elle œuvre aujourd’hui au dégagement et à la
consolidation des tours et murailles.


Depuis le début de l’année 2010, un proj
et de mise en valeur numérique a été initié. Il a pour but, la
modélisation des parties intérieures et extérieures, la mise en ligne d’un système d’information sous
une interface web et une reconstruction numérique du site à plusieurs époques. Il est soute
nu par
plusieurs organismes publics: la
R
égion Lorraine, le
D
épartement des Vosges et le
M
inistère de la
C
ulture.

Il est fait appel à
plusieurs

partenaires

:



La société
GéoPhénix

est chargée de la modélisation des parties extérieures

;



L’INSA de Strasbourg

pour la réalisation du modèle des parties intérieures et du système
d
’information ;



Le CRAI
1

de l’ENSA
2

de Nancy pour la réalisation des modèles de la forteresse à différentes
époques.

L’ensemble de ces opérations se f
ait

sous l’égide de
M.
René ELTER, ar
chéo
logue.

Afin de commencer la première partie des ob
jectifs impartis à l’INSA c’est
-
à
-
dire
la réalisation de la
maquette 3D
,
a eu lieu en 2010

deux travaux

:



Un

PRT
3

réalisé par

M.
Vincent LEGLISE et
M.
Valentin POITEVIN

qui a permis
la
réalisation d’un
canevas de points, matérialisé au sol pour le calcul d’une aérotriangulation. Ce
travail s’est concrétisé par la réalisation d’une maquette 3D du centre h
istorique de la ville de
Châtel
-
sur
-
Moselle par la société
GéoPhoenix
.



Un

PFE
accompli

par
M.
Valenti
n POITEVIN
a mis en
place des procédures pour la
modélisation des parties intérieures en utilisant des techniques de photogrammétrie et de
lasergrammétrie. L’automatisation de ces chaînes de traitement, la création de modèle
détaillé
et
simplifié (pour les

textures et la géométrie) ont
contribué à l’installation d’
une démarche
pérenne pour poursuivre la numérisation
.
De plus, la création de panoramique a
initié
la
diffusion des données en créant une interface de visite virtuelle.





1

Centre de
Recherche en Architecture et Ingénierie

2

Ecole Nationale Supérieure d’Architecture

3

Projet de Recherche Technologique

4

Système d’information Géographique

2

Ecole Nationale Supérieure d’Architecture

3

Projet de Recherche Technologique


Page
2


Après avoir mis en place
les socles nécessaires à la modélisation du site, la deuxième étape consiste en
l’établissement d’un système d’information.

Cet outil a
ura

plusieurs
objectifs

:



Pouvoir incorporer et structurer l’ensemble des données relatives au
site de la forteresse de

Châtel
-
sur
-
Moselle et notamment les maquettes 3D

par les acteurs du projet;



Valoriser les documents du site au grand public en les diffusant sur le web
en privilégiant l
es
logiciels libres

;



Insérer l’ensemble des documents par les acteurs du projet

;



Séc
uriser les documents diffusés.

Pour cela une première étude a été réalisée en 2011 par
M.
Romain Gaborit et
M.
Marc Vasseur

lors
d’un PRT
. Ils ont permis d’aborder les difficultés du projet notamment la diffusion d’un modèle 3D
sur le web en lien avec une
base de données.

Mon PFE s’inscrit dans la continuité de cette étude.
Il

a donc pour objectif la création de cet outil qui
permettra de répondre aux objectifs cités précédemment.

3.2

Organisation du mémoire

Mon mémoire se composera de trois grandes parties
.

L
a

première partie sera consacrée à l’état de l’art
des technologies existantes pour réaliser l’interface
3D.

La seconde partie expliquera

le choix de la solution technologique retenue et
les différentes étapes de
construction qui ont été nécessaire
s

afin d’
obtenir une modélisation 3D
interactive
sur le web.

La troisième partie décri
ra l’intégration de cette interface à travers un site web regroupant différentes
fonctionnalités et les perspectives de
ce développement
.



Page
3


4

Etat de l’art

Sommaire


4.1

Analyse des logiciels CAO/DAO

________________________________
___________

4

4.2

Analyse des logiciels SIG

________________________________
_________________

4

4.3

Notion de Réalité Virtu
elle

________________________________
_______________

5

4.4

Technologies du Web

________________________________
___________________

6

4.4.1

Langages du Web

________________________________
______________________________

6

4.4.2

Formats 3D

________________________________
________________________________
___

7

4.4.3

Solutions Web 3D

________________________________
______________________________

9

4.5

Annotation des modèles 3D

________________________________
______________

13

4.5.1

Différ
entes théories

________________________________
____________________________

13

4.5.2

Logiciels d’annotations de modèle 3D

________________________________
_____________

14

4.6

Description des langages web côté serveur et côté client

______________________

15

4.6.1

Côté client

________________________________
________________________________
___

15

4.6.2

Côté serveur

________________________________
________________________________
_

16

4.7

Normes des métadonnées

________________________________
_______________

17

4.7.1

Dublin Core

________________________________
________________________________
__

17

4.7.2

Applications

________________________________
________________________________
_

18

4.8

Exemple de projet archéologique/
web

________________________________
_____

18

4.8.1

CISAR

________________________________
________________________________
______

18

4.8.2

Système d’information à Pompéi

________________________________
_________________

19

4.8.3

Systè
me d’information dédié au patrimoine

________________________________
_________

20

4.8.4

NUBES

________________________________
________________________________
_____

21


La représentation de
la 3D

dans les systèmes informatiques a évolué depuis ces dernières années
.

Ce

mouveme
nt

touche à la fois les
SIG
4

et les applications
W
eb. En effet, la représentation en deux
dimensions
(carte, photographies…) s’
est largement démocratisé
e

sur internet ou dans les SIG (raster
ou vecteur)
mais celle des modèles 3D est toujours en
mutation
.


Pour réaliser l’interface 3D, plusieurs applications sont nécessaires. Pour choisir la meilleure solution,
elles ont toute
s

fait l’objet d’un état de l’art. Ce chapitre vise donc à analyser l’ensemble des solutions
actuellement
disponibles.

L
a

première pa
rtie fera l’analyse des différents types de représentation

de la 3D
au sein des

logiciels
de CAO
5
/DAO
6
, de SIG et se terminera par la notion de réalité virtuelle.

La deuxième
analysera les
solutions de visualisation de la 3D sur le
W
eb.

Enfin, la troisième

partie fera l’état de l’art des outils
de base de données et de leurs liens avec un modèle 3D.





4

Système d’information Géographique

5

Conception Assisté par Ordinateur

6

Dessin Assisté par Ordinateur

Etat de l’art


Page
4


4.1

Analyse des logiciels CAO/DAO

Si l’on excepte les logiciels de traitement
d’un nuage

de points, les logiciels de conception et de dessin
assisté par ordinateur

constituent la première étape dans la création ou l’amélioration du rendu du
modèle
. Diverses

études
comme
[Piacentille, 2007]

ou

[Le Gravier, 2007]

comparent
ces
différents
logiciels. La distinction d
oit ê
tre faite entre les outils de CAO
tel qu’
AutoCAD

ou encore
Microstation

et les outils de dessin et
d’animation comme
3D Studio Max
,

Maya
,

Blender

[Desgagné, 2010]

et dans
une autre mesure
Sketchup
.

Les logiciels de CAO/DAO pe
rmettent de construire, d’habiller et même d’animer le modèle avec des
résultats de qualité
.
Cependant,

le

manque

sur
vien
t

lors du choix de l’extension pour exporter le
modèle vers une interface de visualisation accessible ou non par le web.


Les formats
PDF 3D

d’
Adobe

ou
Sketchup

de
Google

sont diffusables. Le premier l’est par le
déploiement de l’
Acrobat Reader
qui est un outil gratuit pour la visualisation des documents
d’extension *.pdf,
valable aussi

pour le
PDF 3D
. Le second est visualisable par le l
ogiciel gratuit
S
ketchup

mais également par
Google Earth
. En effet, il est possible d’exporter le modèle
Sketchup

sur
Google Earth

et de visualiser
ainsi
l’élément
qui est en plus
géoréférencé.

De plus, d’autres outils de traitement de
s

nuages de point
s

ou de
s

modèle
s

maillé
s

permettent bon
nombre de modification
s

du modèle. L’outil gratuit
MeshLab

dévelo
ppé par
ISTI
-
CNR
7

est un logiciel
gratuit et fort intéressant

pour le

traitement des modèles maillés. I
l gère égale
ment un nombre
impressionnant d’extension que se soit en
import

ou en
export
. Ce
logiciel

est soutenu par le projet
européen 3D
-
Coform qui a pour but l’état de l’art au niveau de la modélisation et la documentation
des modèle
s

3D dans le domaine du patrimo
ine culturel.
[3D
-
coform@2011]

L
es out
ils ne permettent cependant pas

une relation avec une base de données comme pour les SIG
[Desgagné, 2010]
.

4.2

Analyse des logiciels SIG

En effet, la principale distinctio
n ent
re les logiciels de CAO/DAO et l
es SIG est le lien
graphique/attribut. Il est de type hiérarchique pour les premiers et de type relationnel pour les seconds

[Pornon,1992]
.
C
es attributs définissent
les différents modèles de rep
résentation.

Les S.I.G
en
ont

intégré
,

plusieurs, passant à la fois du 2D au 2,5D et même au 2,75D. Dans sa thèse
[Billen, 2002]
, reprend l’ensemble d
es techniques de représentation

de l’espace dans les SIG et les
modèles récents d
e représentation 3D. De même dans le mémoire de
[Piacentille, 2007]

on distingue
en infographie trois types de représentati
on 2D (verticale, h
orizontale), 3D (verticale, horizontale,
profondeur) et 4D (verticale, horizontale, p
rofondeur et temps). Dans la thèse de
[Desgagné, 2010]
, il
distingue les visualisations vecteurs et matricielles.





7

Istituto di Scienza e Tecnolo
gie dell’Informazione
-

National Research Council of Italy

Figure
4
.
1

: Logo du projet européen 3D
-

Coform

Figure
4
.
2

: Logo du Logiciel MeshLab

Etat de l’art



Page
5


La plupart des SIG intègrent la 3D et des outils d’analyses spatiales.
M
ais, en revanche l’édition de
SI
G avec une
interface web est moins courante. Il existe des outils de
Webmapping

comme
Mapguide

d’
Autodesk
. Cependant ceux
-
ci ne gèrent que la 2D ou la 2,5D.

L’engouement suscité par
Google Earth

et

Virtual Earth

de
Microsoft

a motivé

la création d’un
module
ArcGIS Ex
plorer

par la société
ESRI
.
Cette application contient un ensemble de fond de carte
et permet d’insérer dans un globe virtuel des fichiers acceptés par les logiciels d’
ArcGIS
. Elle
utilise

des outils métriques et topologiques, mais pour
une

utilisation opt
imum
, il faut néanmoins posséder un
ensemble de logiciels propriétaires d’
ESRI
. De plus, les fonds de cartes sont de moindres qualités que
ces deux concurrents.
[Desgagné, 2010]


4.3

Notion de Réalité Virtuelle

La notion de réalité vi
rtuell
e se distingue des modèles issu
s de logiciel de CAO/DAO ou de SIG car
elle inclut la notion d’interactivité.
[Meyer, 2007]

Ce
ll
e
-
ci

peut être exploitée dans différents domaines
comme l
a formation à travers des simulateurs d’env
ironnement industriel, ou la formation
.
Dans le
mémoire de
[Thouvenin, 2009]
, la définition de
la
réalité virtuelle peut être celle
-
ci

:



«

I
l s'agit de donner à voir et à sentir des mondes identiques à la réalité ou proches de
la réalité,
ou des mondes imaginaires ou artificiels dans lesquels une expérience est rendue possible.

»


Pour
synthétiser
,

l’utilisateur peut se déplacer

dans l’espace tridimensionnel

et peut être amené à
interagir avec l’objet qu’il y voit. Pour se faire
, il peut être immergé dans le monde virtuel.
[Meyer,
2007]

Le

domaine
des patrimoines culturels

n’est pas en reste pour l’utilisation
d

univers

de r
éalité virtuelle.
Comme l’a souligné
[Poitevin, 2010]
, la
valoris
ation d’un patrimoine culturel

est un maillon essentiel
pour la bonne gestion de celui
-
ci. La médiatisation attire le touriste et fait ainsi vivre la préservation de
l’édifice.

Dans
l
e mémoire

de
[Poitevin, 2010]
,

une anal
yse est faite sur la mise en place d’un système
de réalité augmenté
e

pour la mise en valeur du patrimoine.



Etat de l’art


Page
6


4.4

Technologies du Web

Pour cette recherche, on s’attardera sur des critères d’interactivité du modèle 3D avec l’utilisateur et
avec une base de donné
es. De plus, on essa
i
era d’illustrer l’analyse par des exemples recueillis sur le
W
eb.

On décomposera l’analyse en trois parties

:

les langages du
W
eb, les formats 3D et les solutions
Web 3D.

4.4.1

Langages du Web

4.4.1.1

XML

Le XML est apparu en 1998, il s’agissait pou
r le W3C
8

de permettre aux différents logiciels du Web
de comprendre ce langage à parti
r

de métadonnées situées dans une première partie du script. Ce
lui
-
ci

fait appel à une structure arborescente composée de différentes balises qui correspondent à des uni
tés
sémantiques délimitant chacune un ensemble. Ce langage peut être facilement développé dans un
éditeur de code

type Notepad+
+
.

[Meyer, 2007]

Il constitue une norme standard ISO8879.
De plus ce langage est très flexible, car chaque

utilisateur
peut créer sa propre structure de balise.

4.4.1.2

HTML, CSS
,

JavaScript

et AJAX

HTML

Le HTML
9

est le langage unificateur du web. Il a été créé en 1991 par Sir Tim Berners
-
Lee, dans son
ouvrage intitulé «

HTML Tags

» il proposa deux douzaines d’élémen
ts pouvant être utilisés pour
écrire des pages web.
[Keith, 2010]

Plusieurs versions de l’HTML se sont succédées jusqu’au HTML 4.0.1 en 1999. Le véritable tournant
a été le passage au XHTML qui exige de suivre les règles du XML.

Le H
TML 5 est la dernière version de ce langage, bien qu’il ne fasse pas encore partie du discours
normé, il est déjà pris en compte par les navigateurs.

Un des buts de l’HTML 5 est de permettre de publi
er

des médias riches sans l’utilisation de
module
d'exte
nsion

(
plug
-
in
)

tel que
Flash

ou
Silverlight
. En effet, les langages CSS, HTML et
JavaScript

n’étaient pas suffisant
s

pour l’ajout de l’audio ou de la vidéo.

Les balises
<Canvas>, <Audio>
ou

<Video>

de l’HTML 5 ont été conçues pour permettre aux
navigateu
rs d’interpréter à eux seuls les médias cités précédemment. Son utilisation se fait par
l’intermédiaire de
s

ligne
s

de code en
JavaScript

qui forme
nt

une API.

CSS
10

Le CSS est un langage de programmation pour la
présentation

des pages HTML.
Les
feuilles de s
tyle

contenant le code CSS

peuvent être intégré
e
s

au fichier HTML ou
être
lié
es

à un fichier

externe
.

Les navigateurs le
s

prennent en compte depuis les années 2000, en même temps que l’apparition du
langage XHTML. La dernière version est le CSS3.

C’est un

langage soutenu par le W3C, cependant si
l'on
ne
veut

que des normes finalisées, on va devoir se passer de CSS3, mais aussi
de
CSS 2.1 qui ne
l'est
également pas.




8

World Wide Web Consortium

9

HyperText Markup Language

10

Cascading Style Sheets


Etat de l’art



Page
7


Coeur
GML
Géométrie
Topologie
Temps
Couverture
Projection
JavaScript

JavaScript

est un langage de programmation intégré dans tous les navigateurs Web

modernes. Il est
spécialement c
onçu pour interagir avec les pages Web.
Il permet d’intégrer de petit
s

programmes
(appelés «

scripts

») dans le code HTML d’une page
W
eb
[Yank, 2009]
.
Il s’utilise pour extraire des

informations de cert
aines parties d’une page et pour manipuler la page en temps réel.

JavaScript est un langage côté client c'est
-
à
-
dire que le script est lu
et exécuté par le navigateur
après

qu’il a récupéré la page (et tout ce qu’elle contient, dont les programmes) à parti
r du serveur
W
eb.
[Yank, 2009]


AJAX
11

AJAX est une technique permettant à JavaScript de communiquer plus directement avec le serveur
Web.
Il est apparu en 2005.

Il crée une nouvelle connexion intéressante entre le navigateur Web et le

serveur Web.

A noter que cette technique a été couplée au X3D pour former l’AJAX3D. Il forme ainsi une API
capable de faire interagir l’objet X3D avec un SAI
12

et avec un serveur.
[Gruau, 2007]

Cela permet
aux utilisateurs d'être à m
ême, entre autre, de changer les caractéristiques de l'objet observé en évitant
de recharger la page internet comme c'est le cas avec les formulaires PHP
13

notamment
.
[Sauvain,
2008]

4.4.2

Formats 3D

4.4.2.1

GML
14

Le GML est conçu
sur le principe d
’une

structure arborescente en balise
,
il a

pour
but
la représentation
spatiale et la prise en compte de ce langage par les SIG. Il est reconnu par l’OGC
15
, sa version 3 est
sortie en 2003.

L’OGC est une organisation internationale non commerciale qui a po
ur but la standardisation de
l’information géospatiale et de la localisation.
[OGC@2011]

A partir de la version 3 du GML, sa structure comprend 5 modules

:



La
géométrie

: elle est le plus
important module. E
lle comprend l’ensemble des
données de 1
à 3 dimensions

;



La
topologie

: elle constitue les propriétés spatiales de l’objet

;



Le
temps

:
il est également appelé topologie temporelle qui comprend des primitives
temporelle
s

comme une période ou un instant

;



La
couverture

elle est const
ituée d’une fonction de distribution liée à un domaine spatial
comme la température

;



La
projection

elle est utilisée pour la représentation du modèle.
[Wang, 2007]








Figure
4
.
3

: Structure du GML3

[Wang, 2007]




11

Asynchronous Javascript And XML

12

Scene Access Interface

13

Personal Home Page, langage serveur

14

Geography Marku
p Language

15

Open Geospatial Consortium

Etat de l’art


Page
8


4.4.2.2

VRML

Le VRML
16

a été le premier langage de description d’une scène 3D. Apparu en 1994, il a été mis à
jour par deux fois. La dernière version est le VRML 1997
,

prédécesseur du X3D. Il s’agit d’un lang
age
différent de la structure du HTML ou du XML. Plusieurs
interfaces

ont été réalisées en VRML comme
le projet CISAR (projet d’outil de gestion d’un site archéologique avec interface Web).
(
C
f. §.

4.8.1
)

Cepend
ant, le VRML doit être lu par un outil de visualisation
qui



sous la forme

de

module
d’extension du navigateur

-

sera téléchargé par l’utilisateur
. De plus, les fichiers volumineux sont à
proscrire, il faut alors simplifier le modèle ce qui entraîne une p
erte d’information.

Ce langage
n’a
pas eu

une utilisation optimum en l’absence d’autres technologies comme des cartes
graphiques performante
s

ou encore u
ne connexion internet en haut débit
.

4.4.2.3

C
OLLADA
17

Le

COLLADA

a été créé

par
Sony

à partir de 2004. Ce
format permet de faire le lien entre
d
es
logiciels de conception

et des applications Web comme
Google Map

d’après

[Arnaud & Parisi, 2007]

ou

[Meyer, 2007]
. Il a été repris en main par un consortium nommé

K
HRONOS

(voir

logo ci
-
dessous
Figure
4
.
5
)


regroupant plusieurs acteurs du web.

L’objectif de ce format est aussi de standardiser les
données, ce qui en fait un format riche en métadonnées.

Il peut être vu comme un concurrent au

format
X3D

ou un complément.
[Gruau, 2007]



4.4.2.4

X3D
18

Le X3D

prend la suite du VRML
97

en 2005. Il se veut compatible avec le langage

VRML
97

et intègre
un langage de type XM
L permettant de
mieux

interagir

avec une page
W
eb. De plus
,

il g
ère les
multitexture
s

et les NURBS
19

[Paulis, 2010]
. Il peut être
édité

dans trois syntaxes (XML, VRML,
binaire). Le binaire
est

un avantage pour la
compression

du fichier.

Comme

le VRML, sa lecture se
fait

par l’intermédiaire d’un v
isualisateur comme
Flux

ou
Carina

[Gruau, 2007]
.

Néanmoins, depuis le développement de la technologie
WebGL
,

un
JavaScript

nommé
X3DOM permet sa visualisation sans aucun
module d'extension
. Il faut cependant avoir un pilote de
carte
graphique à jour
.

(Compatible aux dernières versions de l’
OpenGL
)

4.4.2.5

PDF

3D

L
e format PDF 3D d’
Acrobat

de la société
Adobe

n’est pas une solution
W
eb mais elle est pertinente
pour la diffusion des données comme l’explique
[Poitevin,
2010]
.

En effet,
son avantage réside dans le
contrôle et la sécurité des données puisq
u’elles sont
encapsulé
es
20

dans un fichier
. Il est également



16

Virtual Reality Modeling Language, ISO/IEC 14772
-
1:1997

17

COLLAborative Design Activity

18

Extensible 3D Graphics, ISO/IEC 19775

19

Non
-
Uniform Rational Basis Splines

20

Voir glossaire

Figure
4
.
4

: Logo du W3C

Figure
4
.
5

:
Logo du consortium Khronos

Etat de l’art



Page
9


facilement lu
par les destinataires du modèle

puisque le visualisateur
Acrobat Reader

a

la possibilité

de le
faire au même titre que les documents d’extension *.pdf.

Cependant
,

ce logiciel a des limites.
Il

ne permet pas de rendre le modèle interactif. En effet, en
programmant des scripts en
Action
Script

(proche du JavaScript)
,
son langage de développement, on
pe
ut obtenir au mieux des animations
comme

l’assemblage et le désassemblage d’un modèle,
démontrant les effets d’un composant sur un autre ou présentant des modifications dans différentes
situations.

4.4.2.6

Flash CS4

Flash

a vu le jour en tant que Future Splash A
nimator, petit programme fort pratique pour créer et
animer des illustrations vectorielles.
[Ulrich, 2000]

Flash CS4

est un logiciel de création d’animations vectorielles pour le
W
eb et les cédéroms.
[Pupier,
2009]

Il réalise des modèles

contenant un ensemble d’animations
. Cependant
, celui
-
ci
reste sous
forme vectorielle (fil de fer) avec des importations de fichier tel qu’
Autocad DXF
version 10.

Le flash permet de faire interagir le modèle animé avec d’autr
es objets par le moyen d’URL. Cela est
réalisable par l’intermédiaire de clip ou bouton. De même
,

on peut gérer assez facilement l’ensemble
de l’interactivité entre l’animation et l’utilisateur (raccourcis clavier, réglage de souris…). De plus la
sécurité
est assurée
, en effet

l’animation est
encapsulée
.

(
Fichier

*.swf)

Les inconvénients de ce programme sont multiples. En effet,
Flash

est édité par
Flash Player

un
logiciel propriétaire disponible dans la suite
Adobe
. De plus l’automatisation ne sera pas ais
ée en cas
d’ajout ou de mise à jour du modèle 3D car une fois le modèle édité aucun ajout ou modification n’est
possible si ce n’est en revenant dans l’édition. Donc
,

les liens URL seront toujours
à

remettre à jour
dans
Flash Player

pour ensuite recréer l
’animation
flash
.
Même
si c
e format est largement implanté
de
par sa grande diffusion sur les pages web, il nécessite un
module d’extension

et
n’est
pas pris en
charge nativement par les navigateurs.

4.4.3

Solution
s

Web 3D

4.4.3.1

City
-
GML

Le City
GML est un langage repr
enant la base du GML3, il a été développé pour la représentation des
environnements urbains. C’est un modèle développé par ‘Initiative Geodata Infrastructure North
-
Rhine Westphalia in Germa
ny’ (GDI NRW) il a été reconnu

par l’OGC en 2004.

[Kolbe, 2007]

Le City
GML permet la visualisation d’un environnement urbain. De plus, l’ajout d’une sémantique lui
octroie

une information supplémentaire entre les différents éléments qui constituent le modèle. La
visualisation est construite sur le
principe des LOD (Level Of Detail) qui sont aux nombres de cinq

:



LOD0, représente la région du site

;



LOD1, représente la ville avec
s
es bâtiments en simple extrusion

;



LOD2, représente la ville avec des bâtiments texturés et des structures
différentes
de

toits

;



LOD3, représente la ville avec des architectures
variées
de bâtiments

;



LOD4, représente la ville avec des parti
e
s intérieur
e
s de bâtiment, il est alors possible de
«

marcher à l’intérieur du modèle 3D

».

Nous pouvons visualiser ces modèles à par
tir de logiciel de visualisation fourni sur le site allemand de
C
ity
GML

(http://www.citygml.de/index.php/webviewer.html), mais aussi par des logiciels qui
s’ouvrent à ce modèle de représentation comme
Autodesk LandXplorer
.

Etat de l’art


Page
10


L’interactivité de ce modèle avec

d’autres types de données est prévue, de même que l’interopérabilité
du modèle avec d’autres types de base de données comme par exemple celle du cadastre.
Dans le
document de
[Kolbe, 2007]

une comparaison entre les différents langag
es de représentation d’un
modèle 3D est faite

:

0

: basique, +

: sophistiqué, ++

: complet

; les cases non remplis correspondent à une fonctionnalité non
-
supportée


Cette comparaison
montre à son a
vantage le format

City
GML,
mais il a pour moi l’intérêt de lister les
manques de certains
formats

dans ces 6 critères.
Elle a per
mis d’être reprise par la suite a
vec d’autres
critères pris en compte

co
mme la publication par internet
,

l’accessibilité (mis e
n place ou non d’un
module d’extension
)

ou les langages de développement
.
(
C
f.
Tableau
5
.
1
)

A noter que le
s formats U3D, KML et IFC

ne seront pas décrits par la suite. En voici une description

succincte

:



KML
21

est un format
en XML

créée par

Google,

pour la visualisation


dans

Google Earth

et
peut être généré par
Sketchup

il utilise le format COLLADA. I
l est de plus en plus pris en
compte par le
s

SIG

(
ArcGlobe

fournie avec l'extension 3D Analyst d’
ArcGIS

depuis la version
9.2)
.



IFC
22

est un format créé pour l’interopérabilité des logiciels de construction. Il est géré par
l’IAI (Alliance International pour l’Interopérabilité).

Il a reçu l’homologation de l’ISO sous la
référence ISO/PAS 16739 en Novembre 2002.




U3D
23

est géré par le co
nsortium
3D Industry Forum
. Il a pour objectifs au même titre que le
Collada

de faire le pont entre les nombreux formats propriétaires trop lourd et trop complexe
et des applications web.

Il met tout de même l’accent sur la visualisation.

4.4.3.2

O3D

O3D est une A
PI
24

permettant de créer des applications interactives en 3D. C’est un projet qui a été
soutenu par
Google
. Il est basé su
r deux couches de programmation
. La prem
ière utilisant du code
C++ pour créer un plugin pour faire le lien avec le navigateur en utilis
ant les technologies
OpenGL

ou
Direct X
. La deuxième couche de programmation est codé
e

en JavaScript et en AJAX pour permettre
l’interaction avec le serveur et la manipulation du modèle.

[Behr et al., 2009]

Le 7 mai 2010,
G
oogle

a ann
onc
é la fin du dé
veloppement de l'
API

O3D et

sa fusion avec
W
eb
GL
.

[Cœur
, 2010
]




21

Keyhole Markup Language

22

Indu
stry Foundation Classes

23

Universal 3D

24

Interface de programmation (Application Programming Interface)


X3D

U3D

KML

Collada

IFC

CityGML

Géométrie

+

+

0

+

++

+

Géoréférencement

+


+


(IFG)+

++

Apparence

+

+

0

++

0

+

Topologie

0

0


0

+

+

Sémantique

0



0/+

++

++

Lien
/ancrage

+

++


++


++

Tableau
4
.
1

: Comparatif de format 3D
[Kolbe, 2007]

Etat de l’art



Page
11


4.4.3.3

XML3D
25

XML3D est un projet initié par le groupe Intel VCI
26
. Il s’agit d’
une collaborat
ion entre

la société
Intel
, l’université de Sarre en Allemagne, l
e centre de recherche allemand en intelligence artificielle
(DFKI
27
) l’institut Max
-
Planck pour l’informatique et pour les systèmes logiciels.
[XML3D@2011]


XML3D est un format de description de scènes 3D sous forme d’extension des doc
uments Web
actuels. Les scènes 3D peuvent être décrites dans un fichier autonome ou être directement intégrées
dans l’arbre DOM
28

d’un document HTML.
[Esnault, 2011]

Il existe des convertisseurs permettant d’
adapter des modèles 3D i
ssus

des logiciels
Blender

et
Cinema
4D

mais aussi du
format

CityGML

à la structure XML3D.

Un module d’extension
est nécessaire
po
ur la visualisation, mais il
existe
seulement

pour les
navigateurs
Firefox

et
Chrome
. C’est un projet ouvert qui a pour ambiti
on de faire évolu
er

les
technologies du Web pour intégrer la 3D de façon aisée.

4.4.3.4

WebGl

Le WebGL
29


est une technologie permettant de visualiser une scène 3D sur un navigateur sans avoir à
télécharger de
module d’extension
. Le navigateur
Chrome

de la firme
G
oogle

dans sa version 9 a été
le premier à le permettre. Il a été suivi par
Firefox

de l’entreprise
Mozilla

dans sa version 4. Le
principe du fonctionnement est l’utilisation de
l’Open GL 2 ES

qui utilise les ressources de la carte
graphique du client, le
tout
,

pilot
é

sur la page web par du
JavaScript
.
[Turkowski, 2010]

L’OpenGL
30

est une API permettant la génération d’application 2D et 3D à partir d’une bibliothèque
de fonction. Elle est utilisée dans beaucoup d’application
s

scien
tifique
s
, industrielle
s

et aussi pour des
jeux vidéo.

Le consortium K
HRONOS
, qui gère le COLLADA est également à la tête du développement de la
technologie
WebGL
. Avant de s

e
n concentrer intégralement
,
Google

avait également développé une
application nomm
é O3D permettant la visualisation de modèle 3D sans plugin

(Cf. §
4.4.3.2
)
. Cette
technologie était prometteuse car elle permettait outre les mêmes fonctionnalit
és que le WebGL la
fonction de

picking


et
celle

de charger dynami
quement des modèles en utilisant AJAX
31

(
Cf. §
4.4.1.2
)
[Cœur, 2010].

Depuis le développement de cette technologie, nombreux sont les projets qui l’exploitent pour intégrer
nativement des
modèles 3D sur un
e page HTML. Les trois prochains

paragraphes

essaier
ont de
passer
en revu
e plusieurs projets issu
s de ce développement.

4.4.3.5

X3DOM

X3DOM (prononcé
freedom
) est un projet
open

source
,

sorti en 2010 et soutenu par
l’institut de
recherche Allemand
Fraunhofer
-
Gesel
lschaft
.

Cette technologie
intègre

un modèle X3D dans une
structure HTML5 (
Cf. §
4.4.1.2
).
L’idée est d’intégrer le modèle X3D entre deux balises
<canvas>
du
HTML 5. De même sur le site du X3DOM,
[X3dom @ 2
011],

un outil
on
-
line

permet de transcrire du
VRML
97
ou

X3D
en X3D, X3DOM
-
XHTML ou
X3DOM
-
HTML5
.




25

eXtensible Markup Language for 3D

26

The Intel Visual Computing Institute

27

German Research Center for Art
ificial Intelligence

28

Document Object Model

29

Web
-
based Graphic Language

30

Open Graphics Library

31

Asynchronous JAvascript and Xml

Etat de l’art


Page
12


X3DOM

est un script JavaScript permettant de faire le lien entre le
WebGL

avec un modèle 3D
d’extension
X3D.

Il existe
quelques

ombres
à ce projet

qui se dissi
pent
.
Notamment
,
le fait d’avoir un

navigateur à jour
intégrant le
WebGL

ne devrait plus êt
re un problème car dans ce cas
le format
flash


prendrait le relais.


Mais,
d’après
[Paulis, 2010]
, l’intégration entre le X3D et le HTML 5
demande encore des
clarifications.

4.4.3.6

GLGE

GLGE est un script JavaScript
réalisant

le lien entre le
WebGL

avec un modèle 3D d’extension
COLLADA. Il utilise les même
s

ressort
s

que le projet X3DOM c’est à dire
le HTML 5 et s
a nouvelle
balise
<Canvas>

et le
WebG
L

dérivant de l’
OPenGL
.

(Cf. §
4.4.3.3
)
[Turkowski, 2010]

Son but est de
faire

gagner du temps au web développeur

dans le maniement de l’
OpenGL ES 2
en
créant des nouvelles fonctions. Parmi
-
elles l’in
tégration et l’animation de modèle 3D au format
Collada

sont très intéressantes.

(Voir

Figure
4
.
6

ci
-
dessous
)

Le résultat est un modèle 3D
interactif

obtenu sur une page web sans ajout de
module d’extension
,
s
eul le
JavaScript

GLG
E étant nécessaire.

[http://www.glge.org/]


4.4.3.7

XB Point Stream

Ce p
rojet dé
buté

par l’école des études informatiques de l’université Seneca de Toronto

propose une
solution de
visualis
ation
3D sur le Web
.
L’originalité de ce projet est d’
utiliser

comme données un
nuage de points colorisé.

(Voir
Figure
4
.
7

ci
-
dessous
)

Cette application se base sur une API développé
e

en
JavaScript

et exploitant le
WebGL
.
Elle

est alors
supporté
e

nativement par
les navigateurs tels

q
ue
Firefox

ou
Chrome

dans leur dernière version.

L’API
s’
adapte
à

différent
s

format
s

de
nuage

de point
s
.
[XB Point@2011]

3D

Image

Suite
[Arius 3D@2011]
est une application permettant d’utiliser facilement c
et
te API. E
lle
p
ropose

notamment
de
:





Visualiser et analyser
le

contenu 3D

(manipuler l’éclairage et la position, mode de vue
stéréo…)



Gérer le nuage de point
s
(
le
nettoyer et
l’
éditer, calage
des images

constituant la texture…)



Présenter le rendu (créer
des animations, des possibilités d’impression…)




Figure
4
.
7
: Objet visualisé en nuage de
points (1

040

000 points) [XBPoint@2011]

Figure
4
.
6

:
Animation d'objet Collada par le JavaScript GLGE

Etat de l’art



Page
13


4.4.3.8

Truview

Cet

outil
réalise

également
une

visualisation d’un nuage de point
s

colorisé
s
. Mais, il est dévolu au
nuage de points obtenu à la suite d’un

levé
d
e scanner laser issu d’un appareil
Leica
. En ef
fet, l’édition
s
e fait depuis le logiciel
Cyclone

propriété

de la même société
.
[Poitevin, 2010]

Il est obtenu aves la technologie
OpenGL

sur le navigateur
Internet Explorer

après l’installation d’un
module d’extension
.
I
l est
éga
lement
possible d’ajouter des URL et quelques outils
sont présents
comme la possibilité d’obtenir une distance dans le nuage de point
s
.

Mais, le point d’observation reste statique (Celui de l’emplacement du scanner).



4.5

A
nnotation des modèle
s

3D

L
’annotati
on des modèles 3D
constitue une solution
pour sa structuration
.
En

enrichiss
ant les éléments
constitutifs du modèle de renseignements supplémentaires
et en y apportant une sémantique
32

elle
permet de rendre le contenu exploitable par des agents logiciels.

[Aubry, 2007]

4.5.1

Différentes théories

Les annotations dans les modèles 3D est une problématique pluridisciplinaire comme le montre la
thèse de
[Aubry, 2007]

qui développe une application permettant l’annotation de
modèle 3D en vue
d’un projet collaboratif. Cet outil est
conçu

au sein d’un logiciel propriétaire de
Dassault System

Virtool

nécessaire pour la visualisation et l’édition
du modèle sur

internet.

La sémantique

est en question dans la thèse de
[
Busayarat
, 2010]
. En effet, la façon de structurer l
es
entités constituant le modèle
3D
se retrouve par la suite dans la conception de la base de données
.

Dans cette thèse, la

décomposition du modèle 3D suit

la théorie de
[De Luca
, 2006]

qui a développé
cet

aspect du programme NUBES. Ce développement est basé en trois parties

:


Classification selon un point de vue (un vocabulaire ou une analyse spécifique)

;


Décomposition morphologique

;


Création d’association.

La premièr
e partie consiste à prendre en compte u
n thème de décomposition comme des matériaux,
des éléments ou leurs aspects morphologiques. A partir de ce choix d’analyse, une
division

du modèle
est effectuée. Il en suit un graphe de description

(voir la
Figure
4
.
8
)
, o
ù

chaque élément est structuré
dans une arborescence dans
lesquels

trois
types de nœuds

du plus précis au plus général:


Repère


Entité


Groupe

Une autre approche consiste à faire le lien entre le modèle 3D et la base de données
en

créant autour

du modèle 3D des zones de vues. Dans une étude de
[Carrozzino et al., 2009]

des
sphères

artificielles

sont utilisé
e
s
liant

le modèle 3D et les métad
onnées

se trouvant dans la base de données. Dans une
autre étud
e de
[Creelle et al., 2007]

les zones de vues sont construite
s

à partir de plusieurs points



32

Voir Glossaire

Etat de l’art


Page
14


connus en orientation et en position.
Cette technique permet de cré
er

facilement des liens entre le
modèle 3D et la base de données. L’inco
nvénient de cette méthode réside dans la mise à jour du
modèle. En effet, si
celui
-
ci est modifié, les
points de
vue

sont de nouveau à mettre à jour, ce qui
entraîne un manque d’automatisation.

4.5.2

Logiciels d’annotations de modèle 3D

Un autre projet,
institué

par le consortium


AIM@SHAPE

33

consiste
à annoter l
es parties d’
un modèle
maillé sous forme de métadonnée.
L’application
BE
-
SMART
34

qui est en cours de développement,
permettra de structurer les différentes parties d’un modèle 3D et de les annot
er selon u
ne ontologie
35

de métadonnées
.

[De Floriani et al., 2007]

L’application
Annotator Meshes

permet déjà de distinguer les parties d’un modèle 3D pour ensuite en
créer une structure sémantique. L’objet est analysé automatiquement o
u manuellement
afin

d’
identifier
les parties intéressantes.
Elles sont ensuite annotées et enregistrées

dans un fichier
*.owl

qui
est lié au

fichier
*.ply

de l’objet 3D.

[Attene et al., 2007]

(
Voir la

Figure
4
.
9

ci
-
dessous
)


Le projet de
[Gaborit&Vasseur, 2011]

propose une solution concernant l’ajout d’annotation d’un
modèle 3D au sein du logiciel
Sketchup
. L’installation d’un
modèle d’extension
Attribs

a

permis de
lier les éléments

du modèle à une base de données en ajoutant une URL.




33
A.I.M.A.T.S.H.A.P.E.
-

Advanced and Innovative Models And Tools for the development of Semantic
-
based
sys
tems for Handling, Acquiring, and Processing knowledge Embedded in multidimensional digital objects

34

BEyond Shape Modeling for understAnding Real world representations

35

Voir Glossaire

Figure
4
.
9
: Exemple d'objet annotée par le logiciel
Annotator Meshes

[Attene et al., 2007]

Figure
4
.
8
: Graphe de description d'un objet selon De Luca
[Busayarat, 2008]

Etat de l’art



Page
15


4.6

Description des langages web côté serveur et côté client

Dans l’ensemble des solutions décrites
précédemment
, il a
souvent
été question des navigateurs ou de
s

module
s

d’extension

pour la prise en charge

de la visualisation.
Ceci

constitue la partie

«

client

»


d’une application
W
eb.

En effet, nous distinguons deux parties

ou côtés

(Voir
ci
-
dessous
Figure
4
.
10
)
:



La partie
«

client

»
,

est
constituée de l’ordinateur de l’utilisateu
r
(client)
et de l’ensemble des
logiciels qui y sont présents. Au premier titre
, les navigateurs qui sont

nécessaire
s

à la prise en
charge des pages HTML
(
composé
e
s

facultativement de JavaScript et de CSS
)
. Il est parfois
nécessaire d’installer des
modules

d’extension
, c’est alors à l’utilisateur de le mettre en place.




La partie serveur constituée
d’un serveur, d’un système de gestion de base de
données

et d’u
n
langage serveur.
Elles occupent deux fonctions,

envoyer des pages HTML
au navigateur et
réaliser

des traitements demandés par l’utilisateur sur la base de données.


Figure
4
.
10
: Fonctionnement des parties serveur et client


(
Http
://oseox.fr/php/langage
-
php.html
, modifié)

4.6.1

Côté client

Comme il a été dit précédemment,
le navigateur est le principal composant du côté client. Parmi les
plu
s couramment utilisé
s
, nous pouvons citer
Internet Explorer

de la firme
Microsoft
,
Firefox

de la
compagnie
Mozilla
,
Chrome

de la société
Google

et
Safari
d’
Apple
.
(Voir
Tableau
4
.
2

ci
-
dessous
)

Tableau
4
.
2
: Part de marché des navigateurs (source wikipédia)

Les navigateurs traduisent les codes HTML, JavaScript et CSS qui leurs sont soumis et à ce titre des
différences d’interprétations peuvent apparaître. Pire, des fonctionnalités prés
entes chez
les
uns ne le
Source

Internet E
xplorer

Microsoft

Firefox

Mozilla

Chrome

Google

Safari

Apple

Statcounter
(Monde)

43,58

%

28,34

%

20,65

%

5,07

%

Statcounter
(Europe)

35,47

%

34,67

%

19,96

%

5,3
0

%

Statcounter
(France)

36,54

%

35,63

%

18,83

%

7,29

%

AT internet Institute
(Europe
-

Avril 2011)

46,3
0

%

29,5
0

%

12,8
0

%

8,3
0

%

Net Applications
(Monde)

53,68

%

21,67

%

13,11

%

7,48

%

W3Counter
(Monde)

36,3
0

%

28,2
0

%

18,7
0

%

6,3
0

%

Etat de l’art


Page
16


son
t

pas chez d’autres. Pour preuve la fonctionnalité
WebGL

qui n’est présente que chez
Firefox
et
Chrome

parmi les navigateurs précédemment cités.

4.6.2

Côté

serveur

4.6.2.1

Serveur de base de données


Un serveur de base de données est un prog
ramme pouvant stocker de très gros volumes d’informations
sous une forme structurée aisément accessible à travers des langages de programmations

[Yank, 2009]
.

Les bases de données les plus couramment citées sont MySQL et PostGreSQL. L
es deux étant des
solutions libres
.

Il existe des bases de données
intégrant un module de données spatiales.
Ce sont des outils qui
offrent généralement la possibilité de stocker et de requêter des objets géométriques sous forme de
points, de lignes, de po
lygones et exceptionnellement de solides (Oracle Spatial depuis sa version
11g) ou sous forme matricielle au sein de bases de données.
[Desgagné, 2010]


Dans le PFE de
[Gruau, 2007]

deux bases de données spa
tiales (
en
solution libre) sont cité
e
s

:

PostgreSQL couplé à
PostGIS et MySQL

couplé à
MyGIS. La première avait été retenue pour des
raisons

de

meilleure gestion des
données

3D
.

4.6.2.2

Langage Serveur

Parmi les langages serveur, je présenterai le PHP et l’ASP
36
.

M
ais il

en existe

beaucoup comme Perl,
Python ou encore Ruby.

Le PHP est un langage côté serveur à contrario des langages
côté client comme HTML, CSS

et
JavaScript. Le PHP est exécuté par le serveur avant qu’il envoie la page au navigateur
. Une fois que le

serveur web a exécuté le code PHP contenu dans une page, le résultat de cette exécution prend la place
du code PHP de cette page. Le navigateur ne voit alors que du HTML.
[Yank, 2009]

Le langage ASP est un langage de programmation cr
éé par
Microsoft

dans le but de dynamiser les
sites web, il ne fonctionne
uniquement

en mode natif sur des plates
-
formes Windows
. (
http://nte
-
serveur.univ
-
lyon1.fr/coursasp/
)

4.6.2.3

Plate forme WAMP

Il exis
te une solution
forte

intéressante pour mettre en œuvre un serveur, un Système de
G
estion de
Base de Données
(SGBD)
ainsi qu’un langage serveur. Il s’agit d

une
installation tout
-
en
-
un de
l’ensemble des éléments (aux versions récentes) du côté serveur com
me

WAMP ou EasyPHP
. Le
sigle WAMP peut être c
onverti en LAMP ou MAMP selon l
’environnement

de travail
.

E
n effet, le W
signifie Windows, le L Linux et le M pour Mac.






36
Active Server Pages


Etat de l’art



Page
17


4.7

Normes
des métadonnées

Il existe différentes normes pour le classement des métad
onnées
. C
ette problématique est commune
à

différents domaines comme l’archivage, la gestion du patrimoine

ou

la muséologie.
En effet, pour que
l’interopérabilité des bases de données soit efficace, l’emploi d’une norme pour les métadonnées est
déterminant. De plus,

p
our la création d’un SIG la
structuration

des métadonnées est également
fondamentale
, car elle permet de filtrer les données brutes.

Différentes normes ont été créées par différents organismes, comme
Dublin Core, EAD
37

ou encore
RKMS
38
. L’ensemble de ces
normes utilise le langage XML.

Je détaillerai

la norme
Dublin Core

et je
finirai

avec des applications.

4.7.1

Dublin Core


Le
Dublin Core

est un
schéma de gestion des métadonnées, il est enregistré sous la norme ISO
15836

:2009. Il est soutenu par un groupement

le DCMI
39
.
Celle
-
ci

a été rédigée en 1995 à Dublin
(dans l’Ohio) d’où son nom.

[Dublin Core@2010]

Cette norme a été créée dans le but de répondre à 4 objectifs

:



Simplicité de création et de gestion

: il existe 15 champs explic
ites permettant de les remplir
facilement

;



Sémantique communément comprise

: Le
Dublin Core

convient

à toutes les spécialités ou
domaines d’activités

;



Envergure internationale

: la norme prend en compte la nature multilingue et multiculturelle
de l'univ
ers de l'information électronique

;



Extensibilité

: les 15 champs peuvent être développés pour répondre aux caractéristiques
particulières des objets à décrire.

Elle a également

pour

principal

aspect de retenir 15 données obligatoires

:

1.
Titre,
2.
Créate
ur
,
3.
Sujet
,

4.
Description
,

5.
Éditeur
,
6. Contributeur
,
7.
Date
,

8. Type de ressource
,
9. Format
,
10.
Identifiant de la ressource
,
11. Source
,
12.
Langue
,

13.
Relation
,

14.
Couverture
,
15.
Droits.


Chaque élément du
Dublin Core

est défini par un ensembl
e de dix attributs provenant de la description
standard ISO/IEC 11179 [
ISO11179
] pour des éléments de donnée. Ce sont les attributs suivants:


Nom
-

L'étiquette attach
ée à l'élément de donnée


Identifiant
-

L'identifiant unique de l'élément de donnée


Version
-

La version de l'élément


Autorité
-

L'autorité autorisée à enregistrer l'élément


Langue
-

La langue dans lequel l'élément est défini


Définition
-

Une phrase qui d
éfinit clairement quelle est la principale nature de l'élément et à
quel concept il correspond


Obligation
-

Indique si la présence de l'élément est obligatoire ou optionnelle (C'est à dire s'il
contient toujours une valeur ou non)


Type
-

Indique le type d
e données qui peut être représenté dans la valeur de l'élément




37

Encoded Archival Description

38

Record Keeping

Metadata Shema

39

Dublin Core Metadata Initiative

Etat de l’art


Page
18



Occurrence
-

Indique une limite éventuelle sur le nombre maximum de fois que l'élément peut
être répété


Commentaire
-

Une remarque sur l'utilisation de cet élément de donnée

Par chance, six d
es dix attributs ci
-
dessus sont communs à tous les éléments du
Dublin Core
. Ce sont,
la v
ersion
,
l’a
utorité
,
la l
angue
,
l’o
bligation,
le t
ype,
l’o
ccurrence.

[Dublin Core@2010]

4.7.2

Applications

A partir de cette norme, plusieurs or
ganismes l’ont adapté à leurs exigences comme la BNF
40

qui
utilise ce type de référencement pour classer ses documents
. De même,
le
Ministère de la culture
i
talien a développé une application permettant de remplir une fiche de type Dublin
-
Core avant
l’intég
ration de
nouveaux documents dans son portail
on
-
line

de documents CulturaItaliana.

Le

SIG
de
[Meyer, 2007]

fai
t

référence à un projet du ministère de la culture sur la gestion des
métadonnées nommé schéma DAPA
41
.
Il a été réalisé par

la société
AJLSM

en 2004 e
t
crée
un
véritable dossier électronique regroupant l’ensemble des informations numériques d’un objet.


4.8

Exemple de projet archéologique/web

D
ans ce chapitre, je détaillerai

quatre projet
s de plateforme archéologique

: CISAR, un S
ystème
d’Information à Pompéi, un Système d’Information du patrimoine et NUBES.

Ils
permettant la visualisation de données 2D ou 3D

sur le web
. Ils illustrent ce qui a dé
jà é
té réalisé
pour ce type d’étude
. Le choix des technologies utilisées pour ces dif
férents projets sera détaillé.


4.8.1

CISAR

4.8.1.1

Description

Le projet CISAR a été développé depuis 2004 conjointement par l’université de Cottbus
en Allemagne

et par le DAI
42
.
Le but est de créer un Système d’Information pour l’Archéologie et le Patrimoine basé
sur d
es logiciels
open
source

[Piacentille, 2007]
.


Il est composé de quatre modules

: (Voir
Figure
4
.
11
)



Module de visualisation en 3D (Web
-
3D)

;



Module de gestion de la base de données (We
b
-
DB)

;



Module de SIG Web (Web
-
GIS)

;



Module de SIG bureau (Desktop
-
GIS)
.

4.8.1.2

Choix des technologies


Pour la visualisation, le premier module utilise le langage VRML. Tandis que le troisième utilise l’API
Google Map
, le tout visualisable sur
Google Earth
.

Pos
tgreSQL avec le module PostGIS constitue la base de données spatiale
s
.
Le langage serveur est
PHP.

Aussi
, les logiciels
MapServeur

et
Mapbender

sont utilisé
s

pour l’analyse, la visualisation et l’édition
des cartes géoréférencées.




40

Bibliothèque Nationale de France

41

Direction de l’Architecture et du PAtrimoine

42

Deutches Archäelogisches Institut


Institut allemand d’archéologie

Etat de l’art



Page
19


Enfin, le SIG bureau util
isé est
Quantum
-
GIS
.


Une autre partie intéressant
e

de ce projet est la structure adoptée
lors de

la conception de la base de
données PostgreSQL. En effet, elle suit la structure physique d’un bâtiment

(
m
ur, éléments
horiz
ontaux, ouvertures, décorations

qui forment des

pièces et enfin bâtiment)
.

4.8.2

Système d’information à Pompéi

4.8.2.1

Description

Ce projet de système d’information a été développé par la SNS
43

conjointement à l’université de
Bologne, le SSANP
44

et la société
Liberologico
.

Ce projet a pour but d’aid
er
à collecter les modèles 3D issu
s des fouilles et
de
les cataloguer dans le
système d’information. De même
,

il recueillera l’ensemble des données relatives au site de Pompéi se
situant autour du Vésuve.

Il s’agit d’un site complexe puisque plusieurs opér
ateurs, avec chacun ses
techniques de représentations,

modélisent les différents objets composant les sites de
fouilles.
[Baldissini et al., 2009]

Le système
se compose

de
plusieurs
applications

intéressantes

:



L
e catalogage
et l
’insertion des différentes données. Celui
-
ci intègre les standards de
l’ICCD
45

;



Un SIG voué à l’importation, le classement, l’organisation et la visualisation des données
géographiques. Ces données peuvent être mise
s

à jour dans un calque «

shapefile

» (fo
rmat de
la société
ESRI
) permettant ainsi une
interopérabilité de ces données

;



L
e classement automatique des métadonnées dans un système
Dublin Core

ou pour
l’application PICO en cours de développement par le ministère de la culture italien.




43

Scuola Normale Superore of Pisa


Ecole normale sup
érieure de Pise

44

Special Superintendence for Archaeological heritage of Naples and Pompeii

45

Istituto Centrale per il Catalogo e la Documentazione


Institut centrale pour le catalogage et la
documentation
-

http://www.iccd.beniculturali.it/index.php?it/1
07/documenti

Figure
4
.
11
: Structure du projet CISAR
[Brasse et al., 2007]

Etat de l’art


Page
20



4.8.2.2

Choix des
technologies

Les technologies ut
ilisées pour ce projet sont

toutes

des technologies
open source
:



Le
langage serveur

PHP
;



La
base de données

MySQL
;



La
création
des photographies au format *.
raw

par l’utilitaire
DCRAW
;



La
conversion des images en différents
formats

avec
IMAGEMAGICK
;



L
’extraction des données EXIF appartenant aux photographies

avec
EXIFTOOL
;



L
a visualisation en 3D

avec OSG4WEB
,
module d’extension

disponible pour les navigateurs
Firefox

et
Internet Explorer

et utilisant la technologie
OpenGL
.

4.8.3

Sy
stème d’information dédié au patrimoine

4.8.3.1

Description

Le
SIG dédié au patrimoine de
[Meyer, 2007]

vise à publier

sur internet les données des sites
patrimoniaux. Il permet de conserver, gérer et représenter des documents traditionnels,

des données
issues de
relevé
s

bi
-

et tridimensionnel
s

mais aussi des résultats de travaux de restitution et d’imagerie.

4.8.3.2

Choix des technologies

L’originalité du projet se situe dans la technique utilisée pour la base de données. En effet, elle est
constitu
ée d’un double enregistrement. Une structure XML qui permet de décrire précisément les
données et un enregistrement dans une base de données MySQL. La transcription du XML vers la
base de données est faite par des scripts PHP.

Le
système tire profit de ces

deux technologies:




Le
XML permet de présenter les données sur le Web de différentes manières selon le support
et le
public visé

;




La base de données MySQL stocke des gros volumes de données et gèrent les différents accès.

Les modèles 3D ont quan
d

a eux été visualisé