BE1018615A4 - Procede et systeme d'amelioration de la modelisation optique de pierres precieuses. - Google Patents
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Abstract
Procédé de construction d'un modèle virtuel de pierre précieuse comprenant les étapes consistant à pour chaque inclusion identifiée, effectuer les étapes suivantes: déterminer un emplacement et une forme en 3D de l'inclusion dans le volume intérieur de la pierre précieuse; capturer au moins une image de l'inclusion; utiliser l'image au moins afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion; et construire un modèle virtuel en 3D de l'inclusion, ledit modèle comprenant la forme en 3D de l'inclusion et des propriétés optiques de l'inclusion sur la base desdites caractéristiques optiques.
Description
PROCEDE ET SYSTEME D'AMELIORATION DE LA MODELISATION OPTIQUE
DE PIERRES PRECIEUSES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne l'évaluation de pierres précieuses, et plus particulièrement l'amélioration de la modélisation informatique de pierres précieuses, et plus spécialement la modélisation de défauts internes (inclusions). Les applications potentielles de l'invention comprennent, sans s'y limiter : la modélisation et l'observation de pierres précieuses brutes (non taillées) ; le débrutage de pierres précieuses ; la modélisation et l'observation de pierres précieuses taillées/polies, proposées afin d'être taillées dans une pierre non taillée ; ou d'une pierre existante taillée et polie ; la détermination informatisée de la pureté de pierres proposées ou de pierres taillées/polies existantes ; et l'évaluation de la valeur d'une pierre précieuse. Des modes de réalisation de l'invention sont décrits ici en référence particulière à l'évaluation et à la modélisation informatisée de diamants, mais il sera apprécié que l'invention est également applicable à la modélisation et à l'évaluation d'autres types de pierres précieuses et semi-précieuses .
CONTEXTE DE L'INVENTION
La valeur d'un diamant taillé est sensiblement déterminée par les « 4 C » : carat, couleur, clarté (pureté) et coupe (taille). Parmi ceux-ci, le nombre de carats et la couleur sont des caractéristiques sensiblement objectives qui peuvent se voir attribuer des valeurs spécifiques de manière très précise. Le nombre de carats est tout simplement le poids du diamant, un carat étant égal à 200 milligrammes. La couleur, en termes de teinte et de transparence, peut également être facilement mesurée de manière objective, bien que les résultats de cette mesure dépendent relativement des conditions d'éclairage. La plupart des diamants utilisés comme pierres précieuses sont sensiblement transparents avec peu de teinte (« diamants blancs »). Cependant, l'impureté la plus courante, l'azote, provoque une teinte jaune/marron qui est présente, à un certain degré, dans quasiment tous les diamants blancs. Le système d'évaluation de la couleur le plus couramment utilisé est celui du Gemmological Institute of America (GIA), qui attribue une note de D (sans couleur) à Z (coloration jaune clair) à des diamants nominalement blancs. Généralement, une faible coloration est plus souhaitable, bien que les diamants ayant des teintes autres que le jaune/marron, comme les diamants roses ou bleus, puissent avoir plus de valeur que les diamants blancs, en raison de leur rareté et/ou de leur niveau d'intérêt sur le marché. Dans tous les cas, l'évaluation de la teinte d'un diamant par rapport aux standards de couleur, et de la transparence en termes d'absorption de la lumière, présente peu de difficultés pratiques.
La pureté et la taille, à l'inverse, influencent l'apparence visuelle des pierres précieuses de manière relativement complexe. En fait, ces caractéristiques présentent des interactions complexes les unes avec les autres, ainsi qu'avec l'éclairage, la position d'observation, etc. Il s'est donc avéré bien plus difficile de parvenir à des mesures objectives et largement acceptées de la pureté et de la taille, et les mesures qui existent ne sont pas toujours en accord avec la beauté subjective des pierres précieuses taillées, évaluée par les clients, dans différentes conditions d'éclairage et d'observation classiques.
r La pureté des pierres précieuses, en particulier, est une qualité liée à l'existence et à l'apparence visuelle des défauts internes souvent appelés « inclusions », ou « caractéristiques internes ». La pureté est également affectée par les défauts de surface, ou les défauts d'aspect. Il existe différentes causes d'inclusions, qui peuvent être, par exemple, des cristaux d'un corps étranger, un autre cristal de la pierre précieuse elle-même, ou des imperfections telles que des craquelures qui peuvent apparaître comme blanchâtres ou troubles. La pureté d'une pierre précieuse, comme un diamant, dépend du nombre, de la taille, de la couleur, de l'emplacement, de l'orientation et de la visibilité des inclusions.
Les échelles de détermination de la pureté les plus couramment utilisées sont celles du GIA et du Hoge Raad voor Diamant ou du Diamant High Council (HRD), selon lesquelles la pureté est mesurée avec un grossissement de 10 fois à l'aide d'un éclairage « fond noir » spécifié. Cela implique en fait un éclairage de la base de la pierre depuis le côté, et une observation de l'apparence résultante de la pierre depuis le dessus avec un grossissement de 10 fois. L'échelle d'évaluation des diamants du GIA offre un total de 11 indices dans six catégories. Les catégories et les indices sont : aucun défaut (FL), aucun défaut interne (IF) ; minuscules inclusions (WS1, WS2) ; très petites inclusions (VS1, VS2) ; petites inclusions (SU, SI2) ; et nombreuses inclusions (II, 12, 13). Les gemmologues sont formés pour attribuer des indices selon l'échelle du GIA de manière cohérente.
Comme cela est indiqué ci-dessus, des interactions complexes existent entre la pureté et la taille. En particulier, en définissant des inclusions dans une pierre précieuse brute (non taillée), il est possible, en principe, de débruter de la pierre précieuse de façon à minimiser l'impact de ces inclusions sur la pureté de la pierre taillée et polie finale. Cela n'est pas évident cependant. Le débrutage est donc l'une des compétences les plus recherchées dans l'industrie du diamant. Les pierres brutes sont évaluées d'un point de vue économique, afin de maximiser la valeur et la qualité marchande des diamants taillés dans une pierre brute. Toute chose égale par ailleurs, les diamants de plus grosse taille (c'est-à-dire ayant un nombre de carats plus élevé) ont plus de valeur. Par conséquent, il est généralement souhaitable de tailler les pierres les plus grosses possible dans le brut, en supposant que cela peut être effectué sans provoquer de diminution inacceptable de la pureté de la pierre résultante.
Le débrutage de diamant moderne est facilité par des outils électroniques et informatisés sophistiqués. Des dispositifs de numérisation, comprenant souvent des technologies d'imagerie numérique et de télémétrie laser, sont utilisés afin de capturer un modèle informatique en trois dimensions (3D) de la pierre brute avant la taille. A cette étape, des images des inclusions peuvent également être capturées, et leur emplacement relatif dans la pierre est estimé. Des outils logiciels informatiques aident ensuite le débruteur à placer les pierres taillées proposées dans le modèle en trois dimensions de la pierre brute, et à évaluer leur valeur potentielle, avant de procéder à une taille réelle.
Cependant, il reste des possibilités d'amélioration considérables des outils permettant de faciliter le débrutage et l'évaluation des pierres précieuses. Comme cela est indiqué ci-dessus, l'estimation de la pureté est basée sur l'apparence visuelle, avec un grossissement de 10 fois et des conditions d'éclairage et d'observation spécifiées. Il doit être apprécié que l'apparence visuelle réelle dune pierre précieuse dans ces conditions ne dépend pas uniquement du nombre et/ou des types d'inclusions. En particulier, l'apparence visuelle dépend également de l'emplacement et de l'orientation des inclusions par rapport aux facettes de la pierre taillée. Par exemple, une fine craquelure peut rarement être visible lorsque l'on regarde sur le bord, tandis que la même craquelure vue depuis le côté peut sensiblement compromettre la pureté de la pierre taillée. Ces considérations sont compliquées de manière significative par la réflexion et la réfraction de la lumière au niveau des facettes de la pierre précieuse taillée. En particulier, les facettes d'un diamant sont conçues pour agir comme des mini-miroirs, qui reflètent la lumière vers la surface du diamant, afin d'améliorer son apparence visuelle. Cependant, cet effet miroir peut également « multiplier » les inclusions, si bien qu'elles peuvent sembler plus nombreuses qu'elles ne le sont vraiment, et qu'elles peuvent être visibles, en réflexion, depuis des angles différents de ceux directement présentés à la position d'observation.
En prenant tous ces facteurs complexes en compte, le débrutage n'est pas une simple identification d'un compromis optimal entre la dimension d'une pierre taillée et le nombre d'inclusions. Les outils logiciels les plus sophistiqués offrent à l'utilisateur une représentation plus précise de l'apparence visuelle de la pierre taillée, en prenant en compte les effets optiques tels que la réflexion et la réfraction de la lumière. Dans le cas de défauts internes, cela peut comprendre le placement de représentations filiformes ou à fausses couleurs des inclusions dans un modèle en trois dimensions afin que le nombre apparent et la taille réelle des inclusions dans la pierre résultante puissent être évalués à l'écran. Un autre niveau de sophistication implique la capture d'images (comme par exemple de photographies) des inclusions, et le placement de ces photographies sur les images visuelles affichées à l'utilisateur. Bien que ces approches soient utiles, elles restent inadéquates car elles ne peuvent présenter avec précision l'apparence visuelle réelle des inclusions dans la pierre précieuse finie. Les photographies, en particulier, sont limitées à la présentation des inclusions telles qu'elles apparaissent lorsqu'elles sont photographiées dans la pierre non taillée, et non dans des conditions d'éclairage spécifiques appliquées pour l'évaluation de la pureté. Les approches existantes se sont donc avérées inadéquates pour effectuer une estimation de pureté virtuelle pendant le processus de débrutage, et cet aspect du débrutage reste donc un art imprécis reposant sur les compétences du débruteur et, inévitablement, un certain degré d'intuition, ou même de la chance.
En plus du débrutage destiné à optimiser l'évaluation de la pureté dans les conditions d'évaluation du GIA, il est également souvent souhaitable d'évaluer l'apparence d'une pierre taillée existante, ou d'une pierre précieuse proposée devant être taillée dans une pierre brute, dans une variété de conditions d'éclairage alternatives. En fait, les conditions d'éclairage utilisées pour l'évaluation de la pureté du GIA ne sont pas les conditions dans lesquelles la pierre est observée par les clients dans la boutique, ou pendant le port normal d'un bijou en diamant. Il peut donc être extrêmement utile de prévoir une modélisation informatique améliorée des pierres précieuses ayant des défauts internes en vue d'une « observation virtuelle » dans une variété de positions d'observation, et dans une variété de conditions d'éclairage. En fait, bien que les logiciels de suivi de rayon actuels soient capables de générer des images virtuelles d'objets en trois dimensions dans des conditions d'observation arbitraires, et même d'animer ces images, il n'existe actuellement aucune manière efficace d'obtenir un modèle suffisamment précis d'une pierre précieuse ayant des défauts internes pouvant être utilisé avec ces logiciels.
Un objet de la présente invention est donc de prévoir une modélisation virtuelle améliorée de l'apparence visuelle de diamants bruts et taillés, en vue, par exemple, de leur évaluation, de leur débrutage et de leur observation virtuelle.
RESUME DE L'INVENTION
Selon un aspect, la présente invention prévoit un procédé selon la revendication 1.
Avantageusement, les modes de réalisation du procédé de l'invention atténuent les inconvénients de l'art antérieur en prévoyant une modélisation optique virtuelle améliorée d'inclusions dans des pierres précieuses. En particulier, bien que les procédés de l'art antérieur reposent sur des modèles filiformes, à fausses couleurs ou non réalistes d'inclusions, ou, en variante, superposent des images d'inclusions capturées depuis des emplacements fixes dans des conditions d'éclairage fixes, la présente invention permet aux inclusions d'être modélisées en trois dimensions d'une manière qui permet la génération ultérieure d'images en trois dimensions photo-réalistes de la pierre précieuse dans des conditions d'observation arbitraires. Cette capacité est considérée comme étant sans précédent dans l'art antérieur.
Un mode de réalisation actuellement préféré du procédé est défini dans la revendication 2.
La pierre précieuse peut être, par exemple, un diamant. De plus, la pierre précieuse peut être brute ou taillée/polie.
Dans les modes de réalisation préférés, le procédé de l'invention peut être utilisé afin de fournir à l'utilisateur une variété de types différents d'informations relatives aux caractéristiques visuelles de la pierre précieuse. Dans un mode de réalisation exemplaire, la caractéristique visuelle est une apparence visuelle prédite de la pierre précieuse observée depuis une position d'observation spécifiée dans des conditions d'éclairage spécifiées. Cela peut être effectué en utilisant le modèle virtuel de pierre précieuse en combinaison avec des techniques de suivi de rayon optique informatisées afin de générer une ou plusieurs image(s) visuelle(s) de la pierre précieuse observée depuis n'importe quelle position d'observation souhaitée, dans n'importe quelles conditions d'éclairage et d'observation souhaitées.
Par exemple, des modèles détaillés de conditions d'éclairage ambiant peuvent être générés en utilisant la technologie HDRI (imagerie à plage dynamique élevée). Selon cette, approche, les conditions ambiantes réelles sont enregistrées en capturant des images d'une sphère réfléchissante dans l'environnement souhaité à partir de plusieurs emplacements d'observation, et en utilisant plusieurs niveaux d'exposition. Ces images peuvent être converties en un modèle HDRI de l'environnement, en prenant en compte toutes les sources de lumière et tous les objets dans l'environnement, qui peut ensuite être utilisé afin de générer des images visuelles de la pierre précieuse telle qu'elle apparaît si elle est placée dans le même environnement.
Les images visuelles générées de la pierre précieuse peuvent également prendre en compte l'optique d'observation (y compris, si cela est souhaité, les caractéristiques optiques de l'œil humain, ainsi que celles de dispositifs optiques tels qu'une loupe, un microscope, un appareil photo, etc.). Ces modèles peuvent utiliser des fonctions de transfert de modulation (MTF) des composants du système d'imagerie modélisé, afin de simuler la qualité de l'image observée réelle. Les modèles peuvent également prendre en compte d'autres paramètres d'imagerie tels que le grossissement, la distance entre le système d'imagerie (comme par exemple une lentille) et la pierre précieuse, la résolution, la distance focale, l'ouverture, la profondeur de champ, la netteté, etc.
Les images en trois dimensions photo-réalistes de la pierre précieuse peuvent être présentées sous une forme en deux dimensions (c'est-à-dire monoscopique), comme une photographie conventionnelle. En variante, les images en trois dimensions photo-réalistes de la pierre précieuse peuvent être présentées sous une forme stéréoscopique, comme par exemple en générant et en affichant des images doubles visualisables à l'aide d'un dispositif de visualisation en 3D, tel que des verres bicolores (vert/rouge par exemple), des verres polarisants, ou des verres à obturateur à cristaux liquides.
La couleur et/ou la luminosité des images visuelles générées peut/peuvent être adaptée(s) si cela est souhaité, comme par exemple afin de modéliser des variations des conditions d'éclairage.
Lorsque la pierre précieuse est une pierre brute, la caractéristique visuelle peut être l'apparence visuelle prédite d'une pierre taillée et/ou polie proposée afin d'être taillée dans la pierre brute.
Dans un autre mode de réalisation exemplaire, les informations relatives à une caractéristique visuelle de la pierre précieuse peuvent être un indice de pureté d'une pierre précieuse taillée et polie. Un indice de pureté peut être attribué en générant une image virtuelle photo-réaliste de la pierre taillée et polie dans les conditions d'éclairage GIA standard, en utilisant des techniques de suivi de rayon informatisées, afin de produire une image virtuelle correspondant à l'image réelle qui est observée pendant un processus de détermination d'indice de pureté standard. L'indice de pureté peut ensuite être attribué par un gemmologue qualifié, en référence à une image virtuelle affichée, ou, en variante, peut être automatisé, par un logiciel informatique évaluant la taille et l'apparence visuelle de chaque inclusion visible et en appliquant des règles de détermination d'indice de pureté à celle-ci, comme par exemple les règles de détermination d'indice de pureté définies par le HRD.
Un mode de réalisation préféré est défini dans la revendication 7. Les caractéristiques optiques attribuées à chaque inclusion peuvent être des valeurs de paramètres de préférence choisis parmi une liste comprenant la couleur, la teinte, la fluorescence et la transparence. Dans le cas d'un point, il n'est pas nécessaire d'attribuer d'autres valeurs de paramètres, étant donné que l'emplacement d'une inclusion sous la forme d'un point peut être suffisant pour modéliser entièrement ses propriétés optiques via des procédés de suivi de rayon. Etant donné qu'un nuage est un ensemble de points, des valeurs de paramètres supplémentaires peuvent également être inutiles. Cependant, afin d'obtenir une modélisation précise, il peut être utile d'évaluer la densité du nuage, qui peut être mesurée par sa teinte apparente et/ou sa transparence. Une craquelure peut se voir attribuer une teinte (c'est-à-dire une luminosité ou une obscurité apparente), et/ou un degré de transparence/de translucidité.
Bien que le dispositif de numérisation et/ou d'observation de pierres précieuses de l'art antérieur utilise des dispositifs d'imagerie en noir et blanc, des dispositifs d'imagerie en couleur peuvent les remplacer afin de capturer les informations de couleur de chaque inclusion. Ces informations de couleur peuvent ensuite être utilisées afin d'attribuer des caractéristiques optiques correspondantes à l'inclusion.
En règle générale, cependant, les caractéristiques optiques attribuées à chaque inclusion comprennent de préférence une texture ou une « peau », représentant les propriétés optiques de l'inclusion. Avantageusement, l'utilisation du texturage permet une modélisation extrêmement détaillée de l'apparence visuelle des inclusions.
Selon les modes de réalisation de la présente invention, la texture comprend les informations d'imagerie en couleur ou en noir et blanc de l'inclusion, ainsi que le mappage de ces informations avec la géométrie de l'inclusion. Par conséquent, une texture peut se composer d'un ensemble de pixels, ayant chacun des propriétés telles qu'une couleur, une luminosité, une transparence, etc., et d'un mappage de l'ensemble de pixels avec des coordonnées correspondantes sur les surfaces de l'inclusion. La texture est de préférence obtenue par la projection d'images d'inclusions calibrées (comme par exemple des photographies numériques) sur la géométrie des inclusions, en fusionnant ensuite toutes les projections (comme par exemple les images capturées dans différentes orientations) en une seule texture. De préférence, la texture est appliquée à la géométrie de l'inclusion pendant un processus de rendu d'image visuelle utilisé afin de générer des images en trois dimensions photo-réalistes de la pierre précieuse.
Une fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle (BRDF) peut être déterminée et attribuée à chaque inclusion. Comme cela est connu par l'homme du métier dans le domaine des arts optiques, la BRDF décrit le rapport entre la lumière réfléchie par une surface et la lumière incidente sur la surface, en prenant en compte les directions de la lumière incidente et de la lumière réfléchie. La BRDF formalise l'observation selon laquelle les teintes et la luminosité d'un objet dépendent de la direction d'éclairage et de la direction de l'observateur.
Dans différents modes de réalisation de l'invention, différents niveaux d'interaction et d'intervention de l'opérateur peuvent être utilisés au cours de la construction d'un modèle virtuel d'une pierre précieuse. De préférence, chaque étape du procédé est partiellement ou entièrement automatisée. Une interaction de l'utilisateur peut être obtenue, par exemple, afin d'identifier chaque inclusion et/ou de mapper sa forme en 3D. L'interaction de l'utilisateur peut également être utilisée afin d'attribuer un type à chaque inclusion. De plus, l'interaction de l'utilisateur peut être utilisée afin d'attribuer des valeurs de paramètres à chaque inclusion. Cependant, il est particulièrement préféré que chaque étape soit automatisée le plus possible, afin de simplifier la tâche de l'opérateur, et d'obtenir une cohérence et une précision maximales lors de la construction du modèle virtuel en 3D.
Dans des modes de réalisation exemplaires, le processus d'attribution de caractéristiques optiques à chaque inclusion, et en particulier de création d'une texture de chaque inclusion, et d'attribution d'une BRDF aux surfaces des inclusions, peut utiliser un processus de suivi de rayon automatisé. En particulier, l'étape de capture d'au moins une image de chaque inclusion est de préférence effectuée dans des conditions d'éclairage contrôlées et connues, qui peuvent être reproduites lors de la construction d'images correspondantes générées par ordinateur en utilisant des techniques de suivi de rayon. Les images générées par ordinateur peuvent ensuite être comparées avec les images capturées de l'inclusion, les caractéristiques optiques attribuées peuvent être variées (comme par exemple en sélectionnant ou en modifiant les textures et les BRDF appropriées), et la génération d'image informatisée peut être répétée, jusqu'à ce que l'image générée par ordinateur corresponde à l'image capturée réelle. Avantageusement, cette approche offre un procédé automatisé de construction de modèles virtuels en 3D précis de chaque inclusion.
Pour les inclusions simples, comme les points, les aiguilles ou les simples craquelures, une seule image capturée peut être suffisante pour attribuer un type d'inclusion, pour attribuer n'importe quelle caractéristique optique supplémentaire (comme par exemple des valeurs de paramètres, des textures et/ou des BRDF) et pour construire un modèle virtuel en 3D de l'inclusion. Cependant, pour les inclusions plus complexes, comme les nuages de forme irrégulière, il sera apprécié que l'apparence de l'inclusion puisse être assez différente lorsqu'elle est observée à des angles différents. Par conséquent, dans ce cas, une pluralité d'images de l'inclusion peut être capturée à partir de différents points de vue, et des valeurs de paramètres appropriées, comme une texture et/ou une transparence, peuvent être déterminées selon les différents points de vue, puis combinées afin de générer le modèle virtuel en 3D complet de l'inclusion. Il peut également être souhaitable de capturer plusieurs images de chaque point de vue dans différentes conditions d'éclairage, afin d'améliorer l'estimation des BRDF.
Selon un autre aspect, la présente invention prévoit un dispositif selon la revendication 14.
Les modes de réalisation actuellement préférés sont décrits dans les revendications 15 à 17.
Selon un autre aspect, la présente invention prévoit un système selon la revendication 18.
Les modes de réalisation actuellement préférés sont décrits dans les revendications 19 à 25.
Dans des modes de réalisation préférés, le dispositif de numérisation comprend un dispositif de capture d'images numérique, tel qu'un appareil photo numérique, et les instructions exécutables par le processeur afin de capturer au moins une image de chaque inclusion comprennent de préférence des instructions permettant au dispositif de numérisation de capturer une image en utilisant le dispositif de capture d'images numérique, et de transmettre 1'image capturée à 1'ordinateur.
Dans des modes de réalisation préférés, l'ordinateur est également configuré afin d'afficher les images capturées à l'utilisateur sur le dispositif d'affichage, et de générer et d'afficher les images virtuelles de la pierre précieuse sur le dispositif d'affichage. L'utilisateur peut fournir une entrée au système, y compris une entrée en relation avec l'identification d'inclusions visibles, l'emplacement d'inclusions visibles, la forme en 3D d'inclusions visibles, le type d'inclusion, et/ou les caractéristiques optiques de l'inclusion, via le ou les dispositif(s) d'entrée utilisateur.
Dans des modes de réalisation particulièrement préférés, l'ordinateur est configuré afin de générer et d'afficher des images virtuelles photo-réalistes de la pierre précieuse et/ou d'autres pierres taillées dans la pierre précieuse, en utilisant le modèle virtuel en 3D de la pierre précieuse. En particulier, les images photo-réalistes peuvent être générées en utilisant des procédés de suivi de rayon. Plus particulièrement, des modes de réalisation préférés du système sont capables de générer des images représentant une apparence visuelle prédite de la pierre précieuse observée dans une position d'observation spécifiée dans des conditions d'éclairage spécifiées en utilisant des techniques de suivi de rayon informatisées. Les images visuelles générées peuvent être des images visuelles d'une pierre précieuse brute, ou peuvent représenter l'apparence visuelle prédite d'une pierre précieuse taillée et/ou polie proposée pour être taillée dans une pierre brute. Un opérateur qualifié peut être capable d'évaluer un indice de pureté d'une pierre précieuse proposée taillée et polie sur la base des images visuelles affichées.
Dans certains modes de réalisation, l'ordinateur peut également être configuré afin d'évaluer automatiquement un indice de pureté d'une pierre précieuse proposée taillée et polie en utilisant des procédés de suivi de rayon afin de générer une image visuelle de la pierre précieuse dans des conditions d'éclairage de détermination d'indice de pureté standard, et de calculer un indice de pureté en analysant l'image et en appliquant des règles de détermination d'indice.
D'autres caractéristiques et avantages préférés de la présente invention seront apparents pour l'homme du métier à partir de la description suivante des modes de réalisation préférés de l'invention, qui ne doit pas être considérée comme limitant l'étendue de l'invention définie dans un quelconque des énoncés ci-dessus, ou dans les revendications jointes.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Les modes de réalisation préférés de l'invention sont décrits en référence aux dessins joints, sur lesquels :
La figure 1 est un schéma d'un système de génération d'un modèle optique en 3D d'une pierre précieuse brute en vue d'une évaluation selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ;
La figure 2 est un organigramme illustrant un procédé de génération d'un modèle optique en 3D d'une pierre précieuse en utilisant le système de la figure 1 ;
La figure 3 illustre schématiquement un modèle en 3D d'une pierre précieuse selon un mode de réalisation de la présente invention ;
La figure 4 illustre schématiquement un afficheur d'une interface utilisateur du système de la figure 1 ; et
La figure 5 est un schéma illustrant un ensemble préféré de capture d'images d'une pierre précieuse taillée selon un mode de réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
La figure 1 illustre schématiquement un système exemplaire 100 selon la présente invention. Le système 100 comprend un dispositif de numérisation de pierre précieuse 102 qui est configuré afin d'effectuer des mesures d'une pierre précieuse 104 dans le but de construire un modèle en trois dimensions (3D) d'une surface externe de la pierre précieuse. Le dispositif de numérisation 102, selon les modes de réalisation de la présente invention, est également capable de capturer des informations relatives à l'identification, à l'emplacement, à la forme et à l'apparence d'inclusions dans la pierre précieuse 104. En particulier, le dispositif de numérisation comprend un support 106 sur lequel la pierre précieuse 104 est fixée. Le support 106 est capable de tourner et/ou d'effectuer une translation afin de repositionner la pierre précieuse 104 par rapport à une source de lumière 108 et à un dispositif d'imagerie 110.
Dans le mode de réalisation exemplaire illustré sur la figure 1, la pierre précieuse 104 est un diamant brut. Cependant, les modes de réalisation de l'invention peuvent également être utilisés pour la modélisation et l'évaluation de diamants taillés, et/ou d'autres pierres précieuses.
Le dispositif de numérisation 102 est généralement configuré afin d'éclairer la pierre précieuse 104 en utilisant une source de lumière 108, et de capturer des images en utilisant un dispositif d'imagerie 110, qui est de préférence un dispositif d'imagerie numérique tel qu'un appareil photo numérique. Le dispositif de numérisation 102 peut comprendre des sources de lumière supplémentaires, afin d'éclairer la pierre précieuse 104 à une variété d'angles différents, dans le but de capturer des images éclairées différemment en utilisant le dispositif d'imagerie numérique 110. Les sources de lumière, y compris la source de lumière 108, peuvent être commandées par ordinateur ou manuellement, afin d'optimiser l'identification, le positionnement et l'analyse visuelle d'inclusions dans la pierre précieuse 104. La capture des images de la pierre précieuse 104, selon une variété d'orientations différentes, et éventuellement dans différentes conditions d'éclairage également, est le principal moyen avec lequel le dispositif de numérisation 102 effectue des mesures de la pierre précieuse 104.
Bien que cela ne soit pas illustré sur la figure 1, le dispositif de numérisation peut comprendre des composants supplémentaires permettant d'effectuer des mesures de la pierre précieuse 104. Par exemple, dans certains modes de réalisation, le dispositif de numérisation peut également comprendre des dispositifs laser (non illustrés) destinés à balayer la surface de la pierre précieuse 104 afin de mieux identifier les indentations et d'autres caractéristiques de surface.
Différents dispositifs de numérisation convenant généralement pour être utilisés avec la présente invention sont connus dans l'art antérieur. Ceux-ci comprennent le dispositif décrit dans le brevet US n°6 239 867 au nom de Lalit K. Aggarwal, publié le 29 mai 2001, et la demande de brevet britannique n° GB 2081439A au nom de Gersan
Establishment, déposée le 4 juin 1981 et publiée le 17 février 1982. De préférence, un dispositif du type classique décrit dans la demande de brevet européen n°1211503, au nom de Diamcad et du présent inventeur, peut être utilisé dans les modes de réalisation de la présente invention.
Un dispositif de numérisation du type décrit dans EP1211503 possède une plus grande capacité à identifier l'emplacement d'inclusions dans le volume intérieur de la pierre précieuse 104. Les documents susmentionnés sont intégrés ici à titre de référence.
Bien qu'il soit possible, en principe, de prévoir un seul dispositif de numérisation 102 mettant en œuvre l'ensemble des fonctionnalités des modes de réalisation de la présente invention, sur le plan pratique, il est actuellement préféré que les fonctions du dispositif 102 décrit ici soient en fait assurées par deux dispositifs distincts. Comme cela est décrit plus en détail ci-dessous, en référence à la figure 2, les procédés selon les modes de réalisation de la présente invention comprennent des étapes distinctes de numérisation d'une surface extérieure de la pierre précieuse 104, et d'imagerie des caractéristiques intérieures (c'est-à-dire des inclusions) de la pierre précieuse 104. Selon l'inventeur, il n'existe actuellement aucun dispositif 102 qui est capable d'effectuer ces deux fonctions de manière optimale. Les produits tels que Hélium™ fourni par Octonus/Lexus, DiaScan™ fourni par Sarin, conviennent pour numériser les surfaces extérieures de pierres précieuses brutes et/ou taillées. De plus, les produits tels que Μ-Box™ et le logiciel associé Oxygen™, fournis par Octonus/Lexus, qui comprennent un microscope binoculaire, un appareil photo numérique, et un ensemble d'éclairage piloté par ordinateur, sont conçus pour capturer des images des caractéristiques internes des pierres précieuses. Il sera donc apprécié que l'étendue de la présente invention couvre l'utilisation de dispositifs de numérisation et/ou d'imagerie distincts afin d'assurer une fonctionnalité correspondante dans différents modes de réalisation. De plus, il sera apprécié que le terme « numérisation », tel qu'utilisé ici, peut comprendre une cartographie (mappage) de la surface extérieure, et une imagerie de l'intérieur.
Le dispositif de numérisation 102 est relié à un ordinateur 112 comprenant un processeur central 114, qui fait interface avec des dispositifs de stockage, tels qu'un dispositif de stockage non volatile (comme par exemple un disque dur) 116 et un dispositif de stockage volatile (comme par exemple une mémoire vive) 118. La mémoire 118 contient des instructions de programme 120 destinées à être exécutées par le processeur 114, afin d'effectuer différentes opérations de l'ordinateur 112, y compris celles liées à la mise en œuvre de la présente invention. Comme cela sera apprécié, la mémoire 118, et le dispositif de stockage non volatile 116, contiennent également des instructions de programme destinées à être exécutées par le processeur 114 afin d'effectuer une variété d'autres fonctions de support, y compris différentes fonctions du système d'exploitation de 1'ordinateur 112.
L'ordinateur 112 comprend en outre une interface périphérique 122, associée de manière opérationnelle au processeur 114, afin de communiquer avec le dispositif de numérisation 102. L'interface périphérique 122 peut être une interface standard, telle qu'un port parallèle ou série (USB par exemple), ou une interface propriétaire.
L'ordinateur 112 est également en interface avec un dispositif d'affichage 124, et des dispositifs d'entrée utilisateur 128 (comme par exemple un clavier et une souris), en vue de l'interaction avec un utilisateur ou un opérateur.
Bien que la figure 1 illustre schématiquement un nombre de composants essentiels d'un dispositif à microprocesseur exemplaire destiné à mettre en œuvre les modes de réalisation de la présente invention, il sera apprécié que le dessin n'illustre pas tous les périphériques, toutes les interfaces et tous les composants de l'ordinateur 112, qui sont bien connus dans l'art mais qui ne concernent pas la présente description. L'homme du métier, cependant, reconnaîtra les autres composants constituant un système informatique conventionnel.
La figure 2 est un organigramme 200 qui illustre un procédé de génération d'un modèle optique en 3D d'une pierre précieuse en vue de son évaluation selon les modes de réalisation préférés de la présente invention. Le procédé représenté par l'organigramme 200 peut être mis en œuvre en utilisant le système 100 illustré sur la figure 1. Chacune des étapes d'un procédé selon les modes de réalisation préférés de l'invention est décrite plus en détail ci-dessous. Bien que l'organigramme 200 représente une séquence particulière d'opérations, il sera apprécié que l'ordre spécifique des étapes ne limite pas la présente invention, et il sera apparent à partir de la description qui suit que, dans différents modes de réalisation, certaines étapes distinctes représentées sur l'organigramme 200 peuvent être combinées et/ou reclassées dans le cadre de l'étendue de 1'invention.
Construction d'un modèle en 3D de l'extérieur d'une pierre précieuse (étape 202)
La première étape selon une mise en œuvre exemplaire de l'invention consiste à effectuer des mesures sur la pierre précieuse 104 afin de construire un modèle en 3D d'une surface extérieure de la pierre précieuse 104. Comme cela est indiqué précédemment, un dispositif de numérisation 102 capable d'effectuer cette fonction est connu dans l'art antérieur. Généralement, la pierre précieuse, comme par exemple un diamant brut 104, est tournée et/ou translatée sur le support 106, successivement éclairée à l'aide d'une ou plusieurs source(s)d'éclairage, comme par exemple la source de lumière 108, et les images correspondantes du diamant 104 capturées en utilisant un dispositif d'imagerie numérique 110. Les images peuvent être traitées dans le dispositif de numérisation 102, si le dispositif comprend son propre processeur et le logiciel associé, ou peuvent être transférées vers un ordinateur distinct 112 en vue de leur traitement, comme dans le mode de réalisation exemplaire 100 illustré sur la figure 1.
Les images du diamant 104 capturées dans différentes orientations de rotation par rapport au dispositif d'imagerie numérique 110 sont traitées, et, en particulier, le traitement comprend de préférence l'identification d'une silhouette du diamant 104 selon lesdites orientations de rotation différentes. En combinant les informations provenant de ces multiples images, le système 100 est capable de construire un modèle en 3D de la surface extérieure du diamant 104. De plus, comme cela est également indiqué précédemment, des dispositifs laser peuvent être inclus dans le dispositif de numérisation 102, afin d'identifier et de mesurer des caractéristiques telles que des indentations dans la surface extérieure du diamant 104, qui ne peuvent être facilement visibles sur les images de silhouette capturées par le dispositif d'imagerie numérique 110.
Identification des inclusions (étape 204) L'étape suivante du processus exemplaire consiste à identifier des inclusions dans le diamant 104. A nouveau, en éclairant le diamant et en capturant des images de celui-ci, en particulier avec un grossissement approprié, les inclusions dans le diamant 104 peuvent être visibles sur les images capturées. Le processus d'identification de la forme et de l'emplacement des inclusions dans le diamant 104 peut être effectué par un opérateur, ou peut être partiellement ou entièrement automatisé.
Par exemple, les images sur lesquelles des inclusions sont visibles peuvent être affichées sur le dispositif d'affichage 124. Un opérateur peut utiliser les dispositifs d'entrée 128 afin d'identifier et de matérialiser l'emplacement, la forme et/ou la taille des inclusions visibles. L'ordinateur 112 peut ensuite guider le dispositif de numérisation 102 afin d'effectuer des opérations supplémentaires d'identification de l'emplacement et de la forme des inclusions indiquées par l'opérateur, comme cela est décrit plus en détail ci-dessous en référence à l'étape 206.
De plus, l'opérateur peut être capable d'utiliser les images capturées et affichées, en combinaison avec une observation directe du diamant 104, afin d'identifier la forme et l'emplacement des inclusions. Par exemple, l'opérateur peut retirer le diamant 104, avec le support 106, du dispositif de numérisation 102, afin d'effectuer une inspection visuelle directe de chaque inclusion, comme par exemple en utilisant une loupe, ou un autre dispositif de grossissement, tout en pouvant également observer les images capturées correspondantes sur le dispositif d'affichage 124 de l'ordinateur 112.
En variante, l'ordinateur 112 peut être programmé afin de traiter les images capturées par le dispositif de numérisation 102, afin d'identifier les emplacements probables des inclusions de manière automatisée. Le traitement des images peut être utilisé afin d'automatiser entièrement le processus, ou de présenter à l'opérateur des images spécifiques sur le dispositif d'affichage 124, en vue de la vérification et/ou de l'optimisation de l'identification des inclusions détectées via le traitement d'images. A nouveau, l'opérateur peut compléter ce processus par une inspection visuelle directe du diamant 104, en le retirant avec le support 106 du dispositif 102 afin de l'observer avec une loupe ou un autre dispositif de grossissement.
Modélisation des inclusions (étapes 206 à 216)
Selon le processus exemplaire illustré par l'organigramme 200, chaque inclusion identifiée est ensuite soumise à un autre traitement et une autre modélisation. L'objectif de la série d'étapes 206 à 214, qui sont appliquées à chaque inclusion, à son tour, est de construire un modèle optique virtuel en 3D de chaque inclusion. Bien que l'organigramme 200 indique que toutes les inclusions sont d'abord identifiées à l'étape 204, puis que chaque inclusion est soumise à un autre traitement via la séquence itérative d'étapes 206 à 216, il sera facilement apprécié que les étapes 206 à 214 peuvent être exécutées en relation avec chaque inclusion, telles qu'elles sont identifiées. Ainsi, l'étape 204 peut également être intégrée à la boucle définie sur l'organigramme 200 par les étapes 206 à 216. Il sera compris que toutes ces variations apparentes font partie de l'étendue de la présente invention.
Détermination de l'emplacement et de la forme d'une inclusion (étape 206)
Comme cela est indiqué ci-dessus, pour chaque inclusion identifiée à l'étape 204, il est nécessaire d'établir l'emplacement de l'inclusion dans le diamant 104, ainsi que sa forme en trois dimensions.
L'identification précise de l'emplacement de caractéristiques à l'intérieur d'un diamant est généralement assez difficile. Cela est du aux propriétés optiques particulières du diamant, et plus spécialement à son indice de réfraction relativement élevé (environ 2,42). La grande différence d'indice entre le diamant et l'air environnant entraîne une réflectivité relativement élevée pour la lumière incidente à un angle sur les surfaces intérieures, et des degrés relativement importants de réfraction de la lumière passant entre l'extérieur et l'intérieur du diamant, et inversement. En raison des réflexions et de la réfraction, les inclusions observées depuis l'extérieur d'un diamant, comme par exemple 104, ne sont généralement pas situées dans le volume intérieur du diamant à l'emplacement auquel elles apparaissent sur les images capturées en externe.
Différents procédés ont été développés afin de localiser plus précisément des inclusions observées dans une pierre précieuse, et des procédés préférés destinés à être utilisés avec la présente invention sont décrits dans le document susmentionné EP 1211503. Une approche alternative, mais moins préférée, décrite dans WO 2007/023444, au nom de Galatea Ltd. et publié le 1er mars 2007, implique l'immersion d'un diamant dans un liquide à indice de réfraction élevé, afin de minimiser les réflexions et la réfraction qui compliquent la localisation des inclusions dans le diamant. Ce dernier procédé souffre d'un certain nombre d'inconvénients, comme la difficulté de manipulation, et la toxicité classique des liquides à indice de réfraction élevé adéquats. De plus, l'immersion du diamant dans un liquide à indice de réfraction élevé empêche inévitablement l'identification précise des surfaces extérieures. Par conséquent, l'utilisation de cette technique dans les modes de réalisation de la présente invention nécessite qu'une partie du processus soit effectue sans immersion, et qu'une partie suivante soit effectuée avec une immersion, créant alors des complications supplémentaires de la mise en œuvre.
Après l'identification et la localisation de chaque inclusion à l'intérieur du diamant 104, la forme en trois dimensions de l'inclusion est également déterminée. A nouveau, il s'agit d'un processus qui peut être entièrement ou partiellement automatisé, ou qui peut reposer sur une intervention plus intensive de l'opérateur. Par exemple, en présentant à un opérateur une ou plusieurs image(s) de l'inclusion identifiée (comme par exemple à différents angles de vue) sur l'afficheur 124, l'opérateur peut utiliser les dispositifs d'entrée 128 afin de matérialiser une surface extérieure de l'inclusion, définissant ainsi sa forme. En variante, ou en outre, l'ordinateur 112 peut être programmé afin d'effectuer le traitement des images capturées de l'inclusion, afin de déterminer automatiquement sa forme en trois dimensions. Des mises en œuvre intermédiaires sont également possibles, comme par exemple lorsqu'un traitement d'images est utilisé afin de déterminer la forme en 3D de chaque inclusion, et l'opérateur se voit ensuite présenter les résultats, comme par exemple sous la forme d'une structure filiforme superposée sur une ou plusieurs image(s) de l'inclusion sur le dispositif d'affichage 124. L'opérateur peut ensuite confirmer la précision des informations de la forme en trois dimensions générée automatiquement, ou peut effectuer des modifications et des réglages si nécessaire. La confirmation de la précision des informations de la forme en trois dimensions peut comprendre une inspection visuelle directe du diamant 104 par l'opérateur, en retirant le diamant 104 du dispositif de numérisation 102, et le support 106, en vue d'une observation directe avec une loupe ou un autre dispositif de grossissement.
Détermination des caractéristiques optiques d'une inclusion (étapes 210 et 212) L'étape suivante du traitement de chaque inclusion consiste à déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de chaque inclusion. Selon le mode de réalisation exemplaire de l'invention, cette étape comprend deux sous-étapes. Tout d'abord, le type d'inclusion est identifié et attribué. Ensuite, d'autres caractéristiques de l'inclusion sont attribuées, selon le type et l'apparence visuelle de l'inclusion. Ces sous-étapes sont décrites plus en détail ci-dessous.
Attribution d'un type d'inclusion (étape 210)
Il existe différents types d'inclusions dans les pierres précieuses telles que les diamants, et chaque type peut avoir des propriétés optiques différentes. Par exemple, les inclusions courantes dans les diamants comprennent des points, des nuages, des craquelures et des aiguilles. Un « point » est une inclusion qui apparaît comme un petit point lumineux ou foncé lors du grossissement, généralement provoqué par le développement d'un cristal de petite taille dans la pierre précieuse. Un « nuage » est généralement un ensemble de points. Une « aiguille » est une inclusion longue et fine, qui est généralement une croissance cristalline dans la pierre précieuse. Une « craquelure », également connue sous le nom de « déformation » ou « clivage », est généralement une fracture de petite taille dans la pierre précieuse. Les craquelures renferment généralement des vides ou des intervalles de petite taille dans la pierre précieuse, et peuvent donc avoir des propriétés optiques complexes, résultant de plusieurs réflexions et/ou réfractions de la lumière.
Avantageusement, en attribuant un type correspondant à chaque inclusion identifiée, les techniques de modélisation optique les plus appropriées peuvent être choisies afin de représenter l'inclusion dans le modèle virtuel final du diamant 104.
Comme avec les étapes précédentes, l'attribution d'un type d'inclusion à chaque inclusion peut être basée sur une entrée de l'opérateur, ou peut être entièrement ou partiellement automatisée. Par exemple, l'opérateur peut obtenir une image capturée de l'inclusion sur l'afficheur 124, avec un élément d'entrée d'interface utilisateur approprié, tel qu'une liste déroulante, dans laquelle le type approprié d'inclusion peut être choisi sur la base de l'observation de l'image capturée par l'opérateur. En variante, l'ordinateur 112 peut être programmé afin d'identifier au moins certains types d'inclusions, sur la base de propriétés optiques discernables à partir du traitement des images capturées. L'opérateur peut avoir l'opportunité de vérifier et/ou de modifier un type d'inclusion automatiquement attribué par l'ordinateur 112.
Attribution de caractéristiques optiques (étape 212)
Comme cela est indiqué précédemment, différents types d'inclusions peuvent avoir différentes propriétés optiques. Par exemple, les craquelures renferment généralement un vide ou un intervalle de petite taille, et possèdent ainsi des propriétés de réflexion et de réfraction caractéristiques. Les points diffusent généralement la lumière, et semblent plus sombres face à un fond clair (comme par exemple une facette réfléchissant la lumière), et/ou clairs face à un fond sombre (comme par exemple une facette non éclairée). Un nuage est un ensemble de points de densités différentes, et présente donc un degré de translucidité, ainsi qu'une diffusion et/ou une réflexion de la lumière.
Des caractéristiques optiques appropriées peuvent être attribuées à chaque inclusion, selon le type d'inclusion. Les informations nécessaires pour attribuer des caractéristiques optiques adéquates peuvent varier considérablement, selon le type d'inclusion. Dans certains cas, aucune information de caractéristique optique supplémentaire n'est nécessaire. Dans d'autres cas, une grande quantité d'informations supplémentaires peut être nécessaire afin de caractériser correctement une inclusion. Les informations, et les caractéristiques optiques pertinentes, peuvent être capturées et/ou générées automatiquement, ou peuvent être fournies par, ou à l'aide d'une entrée de l'opérateur.
Par exemple, un point extrêmement petit peut ne nécessiter aucune information supplémentaire à capturer. Si des informations sont nécessaires, une seule image capturée peut être suffisante pour caractériser entièrement l'inclusion, et pour localiser l'inclusion si la surface externe à travers laquelle elle est observée est plate (comme une facette d'un dimant taillé, ou une « fenêtre » volontairement facettée d'une pierre brute). Un processus automatisé, en général, utilise des images qui ont été capturées dans des conditions d'éclairage connues, qui peuvent donc être reproduites dans un espace virtuel sur l'ordinateur 112. Ainsi, en générant un modèle de l'inclusion dans la mémoire de l'ordinateur 118, et en exécutant des algorithmes de suivi de rayon appropriés en utilisant des sources de lumière virtuelles correspondant à l'ensemble d'éclairage connu dans le dispositif de numérisation 102, l'apparence de l'inclusion virtuelle peut être comparée avec l'apparence de l'inclusion réelle sur l'image capturée correspondante. Si les images virtuelles et réelles sont identiques, ou quasiment identiques, il peut alors être conclu que les caractéristiques optiques correctes de l'inclusion ont été attribuées.
Comme cela est indiqué ci-dessus, pour un point, une seule photo peut suffire, afin de confirmer les caractéristiques optiques, ou, en variante, un modèle précis peut être généré sur la base d'une description par l'opérateur de la couleur et de la taille apparentes dans les conditions d'éclairage contrôlées.
Pour un nuage complexe, il peut être nécessaire de capturer des images selon un certain nombre d'orientations différentes et/ou en utilisant différentes sources de lumière et/ou différents grossissements, étant donné que le nuage peut avoir différentes propriétés optiques lorsqu'il est observé dans différentes positions, en raison des variations de forme et de densité. A nouveau, une entrée de l'opérateur, comme la translucidité ou la transmittance de la lumière apparente, peut être utilisée lors de l'attribution de caractéristiques optiques. Dans la plupart des cas, cependant, il est souhaitable que les caractéristiques optiques soient attribuées sous la forme d'une texture, ou de « peaux », et/ou de BRDF. Les textures et les BRDF sont des modèles de surfaces qui prennent en compte les propriétés des surfaces, comme la rugosité, la translucidité (transmittance), la réflectivité, etc. Des textures appropriées peuvent, en général, être déterminées en utilisant le procédé susmentionné, c'est-à-dire en estimant une texture appropriée puis en comparant une image capturée avec une image virtuelle correspondante générée par un suivi de rayon dans l'ordinateur 112. La texture choisie peut ensuite être modifiée, si nécessaire, afin d'améliorer l'adéquation entre les images virtuelles et réelles. Pour les inclusions complexes, des textures peuvent être générées pour différentes parties de l'inclusion, observée selon différentes orientations, puis combinées afin de créer une texture globale pour la surface entière de l'inclusion.
D'une manière similaire, des procédés itératifs peuvent être utilisés afin d'estimer et d'attribuer des BRDF à des inclusions identifiées. Une BRDF (fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle) décrit mathématiquement le rapport entre la lumière réfléchie par une surface et la lumière incidente sur la surface, en prenant en compte les directions d'incidence et de réflexion. La B RD F formalise le fait largement observé selon lequel la teinte et/ou la luminosité d'une surface dépend(ent) de la direction d'éclairage et de la direction dans laquelle la surface est observée. La BRDF capture cette caractéristique, afin que l'apparence visuelle de la surface puisse ensuite être rendue dans différentes conditions d'éclairage et d'observation. Selon des modes de réalisation préférés, des images de l'inclusion peuvent être capturées non seulement selon différentes orientations d'observation, mais également dans différentes conditions d'éclairage. Des images virtuelles correspondantes peuvent être générées par un suivi de rayon dans l'ordinateur 112, et comparées avec les images capturées, et une BRDF estimée peut ensuite être modifiée, si nécessaire, afin d'améliorer l'adéquation entre les images virtuelles et réelles. La géométrie connue de chaque inclusion peut être utilisée afin de sélectionner les conditions d'éclairage optimales pour estimer une BRDF de la surface d'une inclusion choisie. Par exemple, une craquelure peut être intentionnellement orientée et éclairée afin de mieux présenter une surface de celle-ci avec un contraste élevé par rapport au fond (comme par exemple une surface claire contre un fond sombre, ou inversement). Le choix de l'orientation d'observation appropriée, et des conditions d'éclairage correspondantes, peut ainsi faciliter l'estimation de la BRDF. La même technique peut également faciliter la capture et l'attribution de textures à des surfaces d'inclusions.
Des propriétés optiques supplémentaires de types particuliers d'inclusions peuvent également être prises en compte lors de la mise en œuvre de modèles appropriés. Par exemple, les craquelures sont généralement réfléchissantes dans certaines conditions d'éclairage car elles renferment un vide, ou de l'air, ce qui entraîne des phénomènes optiques tels que des pertes d'intensité de Fresnel. Pour une craquelure, il peut être nécessaire d'utiliser des sources de lumière et des techniques de positionnement spécialement adaptées afin de déterminer avec précision les caractéristiques de transparence. Tous les effets optiques pertinents peuvent être modélisés, avec des informations appropriées relatives au type d'inclusion, aux dimensions et aux caractéristiques optiques.
Construction d'un modèle virtuel en 3D d'inclusions (étape 214) Dès que toutes les informations pertinentes relatives à chaque inclusion ont été établies (c'est-à-dire l'emplacement, la forme en trois dimensions, le type d'inclusion, les caractéristiques optiques), celles-ci sont assemblées à l'étape 214 en un modèle virtuel en 3D complet de l'inclusion.
Itération (étape 216) A l'étape 216, le processeur vérifie si toutes les inclusions ont été modélisées, et, si ce n'est pas le cas, passe à l'inclusion suivante. Dès que toutes les inclusions ont été modélisées, le processus passe à l'étape suivante.
Construction et représentation d'un modèle optique en 3D (étapes 218 et 220) A ce point, l'ordinateur 112 a construit un modèle en 3D de l'extérieur de la pierre précieuse, et des modèles en 3D de toutes les inclusions visibles dans le volume intérieur de la pierre précieuse. Ceux-ci sont combinés à l'étape 218 afin de construire un modèle optique en 3D complet du diamant 104, avec les inclusions.
A l'étape 220, un ensemble de données correspondant au modèle optique en 3D est généré, et est généralement stocké dans la mémoire 118, ou un dispositif de stockage non volatile 116, mais, en outre ou en variante, peut être transmis, par exemple, via un réseau de communication de données, vers d'autres emplacements en vue d'un traitement ultérieur. Il est envisagé que la taille de l'ensemble de données soit généralement de l'ordre de 100 kilo-octets à 300 kilo-octets pour les diamants ayant un certain nombre d'inclusions de petite taille. Malgré leur taille relativement compacte, ces ensembles de données comprennent toutes les informations nécessaires pour générer des images visuelles photo-réalistes d'une pierre précieuse dans n'importe quelles conditions d'observation souhaitées. Ainsi, les fichiers comprenant ces ensembles de données contiennent une richesse d'informations qui dépasse largement celle contenue dans une seule image numérique de plusieurs mégaoctets. Comme cela sera apprécié, ces fichiers compacts peuvent être facilement échangés entre les parties intéressées, comme par exemple en pièces jointes d'e-mails, ou sous la forme de téléchargements sur Internet. Cela peut permettre, par exemple, l'estimation et/ou l'évaluation de diamants à distance, en utilisant les images photo-réalistes générées, par des experts et/ou des diamantaires situés n'importe où dans le monde, sans avoir besoin d'un accès direct à la pierre précieuse d'origine elle-même.
Analyse ultérieure (étapes 222 et 224)
Selon les modes de réalisation préférés de l'invention, dès qu'un modèle optique en 3D complet du diamant 104 a été construit, et qu'un ensemble de données correspondant a été généré, le modèle peut être utilisé pour une analyse ultérieure.
Les opérations classiques qu'un opérateur peut souhaiter effectuer comprennent la génération d'images virtuelles photo-réalistes (étape 222) du diamant 104 observé selon des angles/des orientations choisi(e)s, et, dans des conditions d'éclairage choisies. Comme cela est connu dans l'art, avec un modèle optique suffisamment détaillé, comme celui produit par les modes de réalisation de la présente invention, ces images virtuelles photoréalistes peuvent être générées en utilisant des techniques de suivi de rayon connues.
En variante ou en outre, le modèle peut être utilisé afin d'automatiser le calcul d'un indice de pureté (étape 224) . Cela peut être effectué en utilisant des procédés de suivi de rayon afin de générer une image virtuelle photoréaliste du diamant 104 dans des conditions d'éclairage d'estimation de la pureté GIA ou HRD standard, et avec un grossissement standard de 10 fois, et en utilisant l'image virtuelle photo-réaliste afin de déterminer l'indice de pureté. L'estimation peut être effectuée par un expert opérateur, ou peut être automatisée en mettant en œuvre des règles d'estimation de la pureté appropriées dans un logiciel exécuté par le processeur 114. L'estimation automatisée et l'estimation manuelle peuvent également être combinées. Par exemple, si l'estimation automatisée produit un résultat limite ou réfutable, un ou plusieurs expert(s) opérateur(s) (gemmologues et/ou superviseurs) peut/peuvent étudier l'indice attribué.
En plus de faciliter l'estimation automatisée de la pureté, les modes de réalisation de la présente invention peuvent également permettre une estimation automatisée et/ou semi-automatisée améliorée d'autres propriétés souhaitables liées à la qualité de la taille d'une pierre précieuse, comme le brillant, l'éclat et le scintillement. Bien que les produits logiciels existants, comme DiamCalc™ de Octonus, permettent le calcul et la visualisation de ces propriétés, ils sont par nature limités par l'incapacité des procédés de l'art antérieur à modéliser entièrement l'impact des inclusions. Avec les modes de réalisation de la présente invention, le placement, la taille et d'autres facteurs des inclusions peuvent être inclus aux calculs par suivi de rayon (rendu de l'image visuelle) afin de déterminer leurs effets sur la quantification de propriétés telles que le renvoi de lumière et le contraste (qui peuvent être combinés afin de fournir un indice de brillant), l'éclat (probabilité de voir une dispersion), le scintillement, et d'autres critères de performances visuelles. Par exemple, les nuages qui peuvent être difficiles, ou impossibles, à voir à l'œil nu peuvent néanmoins atténuer la lumière émanant d'un diamant, et les produits selon la présente invention sont capables de prendre en compte ces effets.
Dans des modes de réalisation préférés, dans lesquels le diamant 104 est une pierre brute, un logiciel permet également à un opérateur de procéder au débrutage des diamants taillés dans le brut, et l'analyse ultérieure peut comprendre la génération d'images virtuelles photo-réalistes (étape 222) et/ou le calcul d'indices de pureté (étape 224) en relation avec les diamants taillés proposés. Par conséquent, une analyse et une visualisation plus complètes des pierres taillées proposées peuvent être effectuées par rapport à ce qui est possible avec les systèmes existants, qui ne représentent pas les inclusions avec précision, sans avoir besoin d'effectuer une taille du diamant brut 104.
Exemple illustratif d'opération et d'interface
Les figures 3 et 4 servent à illustrer une application exemplaire de l'invention, et une interface opérateur correspondante. La figure 3 est une illustration schématique d'un modèle en 3D 300 d'un diamant brut, comme celui qui peut être produit par les modes de réalisation de l'invention. La figure 4 illustre un aspect d'un afficheur d'interface utilisateur 400, qui permet la visualisation du modèle 300 par un opérateur.
Le modèle en 3D 300 comprend un certain nombre d'inclusions (302 à 312) qui ont été identifiées et modélisées, comme par exemple en utilisant le système/procédé décrit ci-dessus. Les inclusions peuvent se composer, par exemple, de points (302), de craquelures (304, 306), de nuages (308, 310) et/ou d'aiguilles (312). Est également illustrée dans le modèle de diamant brut 300 une image filiforme d'un diamant taillé proposé.
L'opérateur dispose d'une interface d'imagerie visuelle 400, sur l'afficheur 124 par exemple, grâce à laquelle il est possible d'interagir avec, et de visualiser, le modèle en 3D 300 de différentes manières. Comme cela est illustré, l'interface 400 est une fenêtre comprenant, entre autres éléments omis sur la figure 4 pour des raisons de clarté/de simplicité, quatre volets de visualisation 402, 404, 406, 408. Dans l'exemple illustré, une image en trois dimensions du modèle 300 est affichée dans le volet supérieur gauche 402. Le volet supérieur droit 404 affiche une autre image du modèle 300, selon une orientation différente (c'est-à-dire en étant tourné par rapport à la première image 402). Dans le volet inférieur gauche 406 est affichée une image filiforme du diamant taillé proposé, vu depuis le dessus de la table de la pierre taillée, illustrant les différents emplacements auquel les inclusions sont visibles dans le volume intérieur du diamant. Le logiciel utilise des techniques de suivi de rayon dans chaque cas afin de calculer les emplacements auxquels les inclusions sont visibles, en prenant en compte les effets des réflexions et de la réfraction de la lumière. Comme cela est illustré, le point seul 302 est visible à cinq emplacements apparents distincts dans la pierre taillée, en raison des effets de réflexion et de réfraction. La craquelure 304 est visible, sur le bord, à deux emplacements apparents.
Etant donné que le logiciel « sait » laquelle de plusieurs images d'une seule inclusion est l'image directement observée, et lesquelles sont le résultat d'une ou plusieurs réflexion(s) par les facettes du diamant, il est possible de fournir à l'opérateur une caractéristique permettant de distinguer ces différentes vues. Par exemple, la première vue (c'est-à-dire la plus directe, ou à réfraction unique) peut être affichée avec une couleur différente des nombreuses vues réfléchies. En variante, ou en outre, le logiciel peut permettre à l'opérateur de « couper » la génération de différentes images réfléchies, afin d'évaluer la contribution des réflexions à l'apparence du diamant, et à la réduction de l'indice de pureté de la pierre.
En raison de la petite taille des points, et du fait que la craquelure apparaisse uniquement sur le bord (c'est-à-dire qu'elle possède une surface visible minimum) lorsqu'elle est observée à travers la table du diamant taillé, l'opérateur peut suspecter que l'impact visible réel de ces inclusions dans la pierre taillée/polie finie peut être minimal. Afin de vérifier cette hypothèse, une image photo-réaliste complète correspondant à l'image filiforme dans le volet 406 peut être générée. Dans l'interface 400, une image photo-réaliste est affichée dans le volet inférieur droit 408. Cette image permet à l'opérateur d'observer l'apparence prévue réelle des inclusions, comme par exemple dans des conditions d'estimation de la pureté standard. Cela peut permettre à l'opérateur d'attribuer un indice de pureté au diamant taillé proposé, sur la base de l'image photo-réaliste. En variante, une estimation de pureté automatisée peut être possible, sur la base d'un traitement logiciel de l'image photo-réaliste en utilisant des règles d'estimation de pureté appropriées.
De plus, lorsque le modèle en 3D est indiqué à l'utilisateur, la profondeur de champ limitée (DOF) peut être prise en compte. Lorsqu'un gemmologue observe une inclusion à travers une loupe, les limitations de profondeur de champ affectent la vue obtenue. Afin de ne pas obtenir une qualité de vue inférieure à ce qui serait obtenu avec un grossissement, il est avantageux d'inclure les limitations de profondeur de champ classiques à la génération de l'image affichée. Cette profondeur de champ (DOF) peut permettre de se rapprocher ou de s'éloigner de la pierre précieuse virtuelle. La DOF désigne ici la manière dont il est possible de faire une mise au point à l'aide d'une lentille et de voir toutes les inclusions sur un certain plan, au-dessus et au-dessous duquel tout est flou. Au-delà de ce champ de vision dans la direction du haut ou du bas d'une pierre précieuse, les inclusions ne sont pas visibles tant que la lentille n'a pas été rapprochée ou éloignée.
Avec un rendu numérique normal (ne prenant pas en compte les limitations de DOF), toutes les inclusions et leurs réflexions (et facettes) dans une pierre précieuse sont parfaitement nettes. Si cela est le cas, un diamant ayant une légère inclusion peut apparaître comme de très mauvaise qualité et invendable. En ajoutant une profondeur de champ numérique, il devient possible de voir la pierre précieuse comme une personne la voit en réalité avec un grossissement.
Un outil d'observation préféré du logiciel permettant de zoomer/d'élargir doit prendre en compte la DOF. Plus particulièrement, lorsqu'un utilisateur zoome, la profondeur de champ doit devenir plus faible (moins profonde).
Imagerie de pierres précieuses taillées
Bien que la figure 1 illustre un ensemble 100 permettant d'effectuer des mesures sur un diamant brut 104, comme cela a été indiqué précédemment, les modes de réalisation de la présente invention sont également applicables à la mesure et à la modélisation de pierres précieuses taillées. Dans de nombreux cas, il peut n'y avoir aucune orientation spécialement préférée d'une pierre précieuse brute 104 sur un support 106, étant donné que la surface externe non taillée ne possède aucune direction d'observation particulièrement préférée. Cependant, cela ne peut être le cas avec une pierre précieuse taillée, comme un diamant taillé idéal.
La figure 5 est un schéma illustrant un ensemble préféré 500 de capture d'images d'un diamant taillé idéal 504, positionné sur un support 506, en utilisant un dispositif d'imagerie 510. Le diamant 504 est agencé sur le support 506 afin que la table 502 (c'est-à-dire la surface « supérieure » plate du diamant taillé) puisse être orientée afin de faire directement face au dispositif d'imagerie 510. Cet ensemble est souhaitable, car la table plate relativement grande rend la capture d'image perpendiculaire efficace, et car il s'agit également de l'orientation d'observation principale utilisée pour observer et estimer la pureté du diamant 504.
Il sera apprécié que d'autres dispositifs de support et/ou ensembles destinés à des pierres précieuses taillées/polies font également partie de l'étendue de la présente invention. Le dispositif de support préféré minimise les obstructions visuelles d'une pierre précieuse dans toutes les directions d'observation, et garantit que des orientations d'observation optimales sont disponibles pour le dispositif de capture d'images (comme l'ensemble 500 qui permet à la table 502 d'un diamant taillé idéal 504 d'être orientée vers le dispositif d'imagerie 510). Il est en outre préféré que le plus de degrés de liberté possible soient assurés pour la rotation et/ou la translation d'une pierre précieuse par rapport aux dispositifs de capture d'images et/ou aux ensembles d'éclairage. Cependant, comme les modes de réalisation exemplaires décrits ici le démontrent, même un seul axe de rotation, en combinaison avec un, deux ou trois axes perpendiculaires de translation, peut suffire pour mettre en œuvre l'invention. De plus, bien que les modes de réalisation exemplaires décrits et illustrés ici supposent, pour des raisons de simplicité, que le dispositif d'imagerie (comme par exemple des appareils photo 110, 510) et les dispositifs d'éclairage (comme par exemple 108) restent stationnaires, bien que la pierre précieuse (comme par exemple 104, 504) soit tournée et/ou translatée, seule l'orientation de la pierre précieuse par rapport aux dispositifs d'éclairage et de capture détermine le fonctionnement des modes de réalisation de l'invention. Par conséquent, des modes de réalisation sont envisagés, dans lesquels les dispositifs d'imagerie et/ou d'éclairage peuvent être mobiles par rapport à la pierre précieuse, ou dans lesquels plusieurs dispositifs d'imagerie et/ou d'éclairage peuvent être prévus afin d'obtenir des images adéquates dans différentes positions d'observation
Il sera compris que les modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus sont destinés à être exemplaires uniquement, et ne doivent pas être considérés comme limitant l'étendue de l'invention, définie dans les revendications qui suivent.
Claims (27)
1. Procédé de construction d'un modèle virtuel de pierre précieuse comprenant les étapes consistant à : effectuer des mesures de la pierre précieuse afin de construire un modèle en trois dimensions (3D) d'une surface extérieure de la pierre précieuse ; identifier une ou plusieurs inclusion(s) visible(s) dans un volume intérieur de la pierre précieuse ; pour chaque inclusion identifiée, effectuer les étapes suivantes : déterminer un emplacement et une forme en 3D de l'inclusion dans le volume intérieur de la pierre précieuse ; capturer au moins une image de l'inclusion ; utiliser l'image au moins afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion ; et construire un modèle virtuel en 3D de l'inclusion, ledit modèle comprenant la forme en 3D de l'inclusion et des propriétés optiques de l'inclusion sur la base desdites caractéristiques optiques ; construire un modèle virtuel en 3D de la pierre précieuse qui comprend le modèle virtuel en 3D de la surface extérieure de la pierre précieuse et les modèles virtuels en 3D de la ou des inclusion (s) visible (s) dans le volume intérieur de la pierre précieuse ; et générer un ensemble de données représentant ledit modèle virtuel en 3D, dans lequel ledit ensemble de données peut être utilisé lors d'une analyse informatique ultérieure afin de fournir à un utilisateur des informations relatives à une caractéristique visuelle de la pierre précieuse.
2. Procédé selon la revendication l, dans lequel l'étape d'utilisation d'au moins une image afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion comprend les sous-étapes consistant à : utiliser la au moins une image afin d'attribuer un type d'inclusion à l'inclusion ; et sur la base du type d'inclusion attribué, attribuer zéro ou davantage d'autres caractéristiques à l'inclusion, lesdites autres caractéristiques étant choisies selon le type d'inclusion et les propriétés de l'inclusion observables sur la au moins une image.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la pierre précieuse est une pierre brute, et la caractéristique visuelle est une caractéristique visuelle d'une pierre précieuse taillée et/ou polie proposée d'être taillée à partir de la pierre brute.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 comprenant l'étape supplémentaire consistant à générer et à afficher une apparence visuelle prédite de la pierre précieuse observée dans une position d'observation spécifiée dans des conditions d'éclairage spécifiées.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant l'étape supplémentaire consistant à calculer et à produire un indice de pureté d'une pierre précieuse taillée et polie.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant l'étape supplémentaire consistant à calculer et à produire une valeur d'indice liée à un critère de performance visuelle d'une pierre précieuse taillée et polie, ledit critère de performance visuelle étant choisi dans une liste comprenant : le renvoi de lumière ; le contraste ; le brillant ; l'éclat ; et le scintillement.
7. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le type d'inclusion attribué à chaque inclusion est choisi dans une liste comprenant : un point ; un nuage ; une aiguille ; et une craquelure.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les caractéristiques optiques de chaque inclusion sont représentées en utilisant une ou plusieurs texture(s).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les caractéristiques optiques de chaque inclusion sont représentées en utilisant une ou plusieurs fonction(s) de distribution de réflectance bidirectionnelle (BRDF).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une image d'une inclusion comprend une pluralité d'images de l'inclusion capturées à différents points de vue relatifs, et dans lequel le procédé comprend les étapes consistant à : utiliser ladite pluralité d'images afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion observée à différents points de vue relatifs ; et combiner les caractéristiques optiques lors de la construction d'un modèle virtuel en 3D de l'inclusion.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de capture d'au moins une image de chaque inclusion est effectuée dans des conditions d'éclairage prédéterminées, et dans lequel l'étape de détermination des caractéristiques optiques pertinentes de chaque inclusion utilise un processus de suivi de rayon comprenant les étapes consistant à : reproduire les conditions d'éclairage prédéterminées dans un environnement virtuel généré par un ordinateur comprenant un modèle de l'inclusion ayant des caractéristiques optiques estimées ; générer au moins une image virtuelle de l'inclusion correspondant à la au moins une image de l'inclusion réelle ; comparer l'image virtuelle avec l'image réelle ; et si l'image virtuelle ne correspond sensiblement pas à l'image réelle, modifier les caractéristiques optiques estimées du modèle de l'inclusion et répéter les étapes de génération et de comparaison.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la au moins une image est capturée dans des conditions d'éclairage adaptées aux caractéristiques optiques à déterminer.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre la génération d'une caractéristique visuelle de la pierre précieuse en prenant en compte l'optique d'observation.
14. Dispositif de construction d'un modèle virtuel de pierre précieuse, comprenant : un moyen de réalisation de mesures de la pierre précieuse afin de construire un modèle en trois dimensions (3D) d'une surface extérieure de la pierre précieuse : un moyen d'identification d'une ou plusieurs inclusion(s) visible(s) dans un volume intérieur de la pierre précieuse ; un moyen de construction d'un modèle virtuel en 3D de chaque inclusion identifiée ; un moyen de construction d'un modèle virtuel en 3D de la pierre précieuse comprenant le modèle virtuel en 3D de la surface extérieure de la pierre précieuse et le modèle virtuel en 3D de la ou des inclusion (s) visible (s) dans le volume intérieur de la pierre précieuse ; et un moyen de génération d'un ensemble de données représentant ledit modèle virtuel en 3D, dans lequel ledit ensemble de données peut être utilisé lors d'une analyse informatique ultérieure afin de fournir à l'utilisateur des informations relatives à une caractéristique visuelle de la pierre précieuse, et dans lequel le moyen de construction d'un modèle virtuel en 3D de chaque inclusion comprend : un moyen de capture d'au moins une image de l'inclusion ; un moyen d'utilisation de l'image au moins afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion ; et un moyen de construction d'un modèle virtuel en 3D de l'inclusion, ledit modèle comprenant la forme en 3D de l'inclusion et les propriétés optiques de l'inclusion sur la base desdites caractéristiques optiques.
15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel le moyen d'utilisation de la au moins une image afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion comprend : un moyen d'utilisation de la au moins une image afin d'attribuer un type d'inclusion à l'inclusion ; et un moyen réagissant au type d'inclusion attribué qui attribue zéro ou davantage d'autres caractéristiques à l'inclusion, lesdites autres caractéristiques étant choisies selon le type d'inclusion et les propriétés de l'inclusion observables sur l'image au moins.
16. Dispositif selon la revendication 14 ou la revendication 15, comprenant un moyen de génération et d'affichage d'une apparence visuelle prédite de la pierre précieuse observée dans une position d'observation spécifiée dans des conditions d'éclairage spécifiées.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, comprenant un moyen de calcul et de transmission d'un indice de pureté d'une pierre précieuse taillée et polie.
18. Système de construction d'un modèle virtuel de pierre précieuse, comprenant : un dispositif de numérisation de pierre précieuse configuré afin d'effectuer des mesures de la pierre précieuse afin de construire un modèle en trois dimensions (3D) d'une surface externe de la pierre précieuse ; un ordinateur ayant au moins un processeur central, un dispositif d'affichage, et un ou plusieurs dispositif(s) d'entrée utilisateur, l'ordinateur étant relié de manière opérationnelle au dispositif de numérisation et configuré afin de recevoir des informations de la part du dispositif de numérisation définissant une surface extérieure de la pierre précieuse ; 1'ordinateur comprenant en outre au moins un support de stockage associé de manière opérationnelle au processeur et contenant des instructions exécutables par le processeur afin d'effectuer les étapes consistant à : identifier une ou plusieurs inclusion(s) visible(s) dans un volume intérieur de la pierre précieuse ; pour chaque inclusion identifiée, construire un modèle virtuel en 3D de l'inclusion ; construire un modèle virtuel en 3D de la pierre précieuse comprenant le modèle virtuel en 3D de la surface extérieure de la pierre précieuse et le modèle virtuel en 3D de la ou des inclusion(s) visible (s) dans le volume intérieur de la pierre précieuse ; et générer et stocker dans le support de stockage un ensemble de données représentant ledit modèle virtuel en 3D, dans lequel ledit ensemble de données peut être utilisé lors d'une analyse informatique ultérieure afin de fournir à un utilisateur des informations relatives à une caractéristique visuelle de la pierre précieuse, et dans lequel les instructions exécutables par le processeur afin d'effectuer l'étape de construction d'un modèle virtuel en 3D de chaque inclusion comprennent des instructions exécutables par le processeur afin d'effectuer les sous-étapes consistant à : capturer au moins une image de l'inclusion ; utiliser la au moins une image afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion ; et construire un modèle virtuel en 3D de l'inclusion, ledit modèle comprenant la forme en 3D de l'inclusion et les propriétés optiques de l'inclusion sur la base desdites caractéristiques optiques.
19. Système selon la revendication 18, dans lequel les instructions exécutables par le processeur afin d'effectuer la sous-étape d'utilisation de l'image au moins afin de déterminer des caractéristiques optiques pertinentes de l'inclusion comprennent des instructions permettant d'effectuer les autres sous-étapes consistant à : utiliser la au moins une image afin d'attribuer un type d'inclusion à l'inclusion ; et sur la base du type d'inclusion attribué, attribuer zéro ou davantage d'autres caractéristiques à l'inclusion, lesdites autres caractéristiques étant choisies selon le type d'inclusion et les propriétés de l'inclusion observables sur la au moins une image.
20. Système selon la revendication 18 ou la revendication 19, dans lequel le support de stockage contient en outre des instructions exécutables par le processeur afin d'afficher des images capturées à l'utilisateur sur le dispositif d'affichage, et de générer et d'afficher des images virtuelles de la pierre précieuse sur le dispositif d'affichage.
21. Système selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, dans lequel le support de stockage contient en outre des instructions exécutables par le processeur afin de recevoir et de traiter une entrée utilisateur via le ou les dispositif(s) d'entrée utilisateur, ladite entrée concernant un ou plusieurs de : l'identification d'inclusions visibles ; la localisation d'inclusions visibles ; la forme en 3D d'inclusions visibles ; et les caractéristiques optiques d'inclusions visibles.
22. Système selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, dans lequel le support de stockage contient en outre des instructions exécutables par le processeur afin de générer et d'afficher des images virtuelles photo-réalistes de la pierre précieuse et/ou d'autres pierres taillées dans la pierre précieuse, en utilisant le modèle virtuel en 3D de la pierre précieuse.
23. Système selon la revendication 22, dans lequel lesdites images photo-réalistes comprennent des images représentant une apparence visuelle prédite de la pierre précieuse observée dans une position d'observation spécifiée dans des conditions d'éclairage spécifiées en utilisant des techniques de suivi de rayon informatisées.
24. Système selon la revendication 22 ou la revendication 23, dans lequel les images visuelles générées sont des images visuelles d'une pierre précieuse brute, ou des images de l'apparence visuelle prédite d'une pierre précieuse taillée et/ou polie proposée pour être taillée dans une pierre précieuse brute.
25. Système selon l'une quelconque des revendications 18 à 24, dans lequel le support de stockage contient en outre des instructions exécutables par le processeur afin d'évaluer automatiquement un indice de pureté d'une pierre précieuse taillée et polie proposée.
26. Système selon la revendication 25, dans lequel les instructions exécutables par le processeur afin d'évaluer automatiquement un indice de pureté comprennent des instructions mettant en œuvre des procédés de suivi de rayon afin de générer une image visuelle de la pierre précieuse dans des conditions standards d'éclairage pour estimer la pureté et en calculant l'indice de pureté par analyse de l'image et en appliquant des règles d'estimation d'indice de pureté.
27. Support de stockage stockant un programme permettant de contrôler les étapes de procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
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