dossier rendering 3D

Juan Nouche Responsable du studio chez Dygra Films
	David Caeiro Cebrián responsable de la R&D chez Dygra Films

Le studio Dygra Films, situé en Galicie au nord de l'Espagne, a produit le premier long-métrage européen entièrement en 3D, "La forêt animée" qui a été diffusée l'été dernier en Espagne par Buena Vista. Ils travaillent actuellement sur une série TV à partir de "La forêt animée" et sont en préproduction sur un nouveau long-métrage.

Quels outils avez-vous utilisé pour la fabrication de votre long-métrage ?

Nous avons utilisé Maya car c'est un outil très puissant et flexible à la fois. C'est possible de le configurer et de l'adapter à une production donnée, il existe plusieurs solutions pour arriver à la qualité souhaitée. Les défauts majeurs se trouvent dans la qualité du rendering. Par exemple, il faut régler séparément la fourrure et la géométrie, car ils répondent différemment à la lumière.

Le dévelopement le plus important que nous avons effectué est la mise en place d'une application de gestion de production, qui nous a permis de gérer notre renderfarm, "La Granja del Bosque", nécessaire pour calculer un long-métrage avec quarante minutes en moyenne de calcul par image. Les images étaient calculées en couches puis composées dans "Maya Fusion". Nous avons aussi développé toute une série de plugins et de scripts pour adapter l'environnement de Maya à nos besoins. Enfin, nous avons commencé à introduire la radiosité dans le processus de production grâce à un partenariat avec l'Université de A Coruña. Nous ne l'avons pas utilisé pour "La forêt animée" mais nous projetons de l'utiliser pour notre prochain long-métrage qui comporte de la prise de vue réelle et où le réalisme est très important.

Comment avez-vous fabriqué les fourrures et les cheveux ?

Pour presque tous les personnages, nous avons utilisé le plugin Fur de Maya, qui est assez flexible pour s'adapter aux styles graphiques demandés par les directeurs artistiques. Pour Luci, le ver luisant, nous avons en revanche utilisé Paint FX, car nous avions besoin de lui donner un style original.

Comment voyez-vous l'évolution des rendering ?

Nous souhaitons plusieurs améliorations : une meilleure qualité du rendering qui inclut des traités Non Photo-réaliste (NPR), une meilleure gestion de la production et dans FX et Fur, de nouvelles fonctionnalités et un contrôle plus aisé.

Anthony Huerta
Directeur général de Movida

La société belge Movida, installée à Bruxelles, vient de terminer un film de dix minutes en relief, "Le rêve du Panda" financé par le WWF, qui traite de trois grands problèmes écologiques, la fonte des glaces, les filets migrants et la déforestation. Ce film à grand spectacle, en 70mm, 5 perfs, est projeté depuis Mai dernier au Danemark dans le parc de loisirs "Efteling ".

Quels outils avez-vous utilisé pour la fabrication du "Rêve du Panda" ?

A cause de l'expérience de l'équipe, la production a été faite sur les deux logiciels Maya et Lightwave. Un des points difficiles était la fourrure, nous avons effectué des tests comparatifs et il s'est révélé que la fourrure était plus facile à gérer dans Lightwave que dans Maya. Quant à l'ambiance sous-marine, nous avions déjà un certain nombre d'effets aquatiques réglés avec Maya. Au final, nous avons donc décidé de réaliser la séquence sous-marine avec Maya et les deux autres séquences, glace et forêt avec Lightwave.

Mais la fourrure ne s'est pas révélée non plus facile à faire avec Lightwave. Nous avons eu beaucoup de problèmes avec Sasquatch. Dans les mouvements trop rapides, l'auto-ombrage flickait et nous avons été obligé de virer des ombres sur certaines scènes. Et en plus c'est aléatoire et non prévisible. Il faut dire que les tests avaient été faits sur un cas simple. Or dans le film il y a plein de singes qui s'entrecroisent dans les arbres. Comme nous n'avons pas de développeur, nous cherchons un nouvel outil pour la fourrure. Nous avons commencé à tester Haircut.

Quelles différences avez-vous constatées entre Maya et Lightwave ?

Il y a évidemment des différences dans l'utilisation des logiciels. Par exemple, le displacement est plus facile dans Maya et le brouillard est mieux dans Lightwave. Hypervoxels est très bien aussi mais comporte trop de bugs. Pour obtenir du brouillard correct dans Maya, il nous a fallu calculer des images en Z avec un brouillard vide puis bidouiller en post-traitement. Il faut d'ailleurs souvent bidouiller en MEL avec Maya pour obtenir des choses qui sont en standard avec Lightwave mais on doit pouvoir faire plus de choses avec Maya. Paint FX nous a manqué sur Lightwave, par exemple pour habiller rapidement la forêt avec des mousses pendantes et des lichens. Nous avons du les créer à la main.

Nous avons aussi effectuer des tests simples sur des scènes avec beaucoup de polygones pour comparer Renderman, Maya et XSI avec Mental Ray. C'est clair que Renderman est le meilleur et le plus rapide mais, comme Mental Ray, ces logiciels sont trop chers et nécessitent des développeurs. Or nous n'en avons pas.

Quelles sont les particularités de faire un film en relief ?

Trois difficultés étaient cumulées sur ce film : un relief compliqué, des séquences très longues et de la haute définition, les images étant calculées en 2K. Il a donc fallu baisser la qualité visuelle. Par exemple, une image réelle d'explosion que l'on incruste est une bonne solution sauf en relief où cela ne marche pas, il faut utiliser des particules. Le résultat n'est pas aussi réaliste. Et il y a eu pas mal de mauvaises surprises de plugins qui réagissent aléatoirement et ne sont pas cohérents sur les deux yeux. Et lorsqu'il y a un bug, avec quatre images à corriger, c'est impossible de les retoucher à la palette en relief.

Le fait de travailler en couches était fondamental. Les différentes couches étaient calculées en Z (avec l'information de profondeur) puis composées dans Shake. La mise au point en haute définition n'est pas facile, il faut souvent visualiser le résultat en 2K pour le valider. La séparation en couches nous a donc permis de ne recalculer que les couches qui ne convenaient pas. Dans les séquences sous-marines, nous avons eu ainsi jusqu'à vingt couches superposées. La difficulté avec les images en Z est la mauvaise gestion de la transparence qui rend le compositing difficile et nous a parfois obligé à fabriquer des masques spéciaux.

Comment voyez-vous l'évolution des rendering ?

Depuis quelques années, avec l'augmentation de la puissance des machines, il devient possible d'utiliser des effets complexes comme le ray-tracing, le volume rendering, le motion blur, et des outils comme Paint FX. Même la radiosité dans Lightwave devient abordable, et nous avons commencé à l'utiliser en vidéo. Mais cette technique n'est pas utilisable sur un grand projet comme "Le rêve du Panda", où les images sont calculées en 2K. L'idée est de faire toujours le maximum tout en restant à la limite du rentable. Dans le cas de ce film, l'objectif, était d'avoir, toutes couches confondues, environ 1H30 de calcul par image. Ce qui a été respecté en moyenne malgré les images avec de la fourrure qui sont montées à trois heures de calculs.

Autrement, les rendus se ressemblent de plus en plus. Il y avait une mode "lens flare", maintenant il y a une mode radiosité, et tous les outils doivent avoir de la radiosité. Mais en fait le plus urgent serait que les combinaisons d'effets marchent ensemble. Par exemple, que le brouillard dans Maya marche avec Paint FX et que celui de Lightwave fonctionne avec Sasquatch.

Riyaz Babu
Directeur artistique chez Pentamedia

Créée il y a six ans, la société Pentamedia a des studios de production en Inde, aux Philippines et à Hollywood. Elle a produit plusieurs long-métrages dont trois entièrement fabriqués en 3D, "Sinbad", "Ali Baba" et "Pandavas" adapté du Mahabharata. Deux autres sont en cours de fabrication : "Le fils d'Aladdin" et "Hanji" tiré du célèbre conte chinois "le Roi singe" ainsi qu'une série TV en 3D, "Sea wars" de 52x22'.

Quels outils utilisez-vous ?

Nous utilisons Softimage 3D, 3DS Max et Maya (anciennement Alias Power Animator) qui ont chacun leurs qualités et leurs défauts. La plupart de nos productions sont destinées au cinéma, nous ne pouvons donc pas sacrifier la qualité finale. Nous utilisons en conséquence très souvent Mental Ray et son ray-tracing. Aussi nous avons conçu notre organisation de production de telle manière que nous pouvons utiliser Mental Ray à chaque partie des films où cela s'avère nécessaire. Cela veut dire que chaque fois que nous avons des particules, ou des effets optiques ou des matières avec des propriétés physiques, nous utilisons Maya ou Softimage 3D, et non 3DS Max, pour pouvoir calculer la scène dans Mental Ray. Nous sommes aussi volontaires pour introduire à terme dans nos productions des techniques comme l'illumination globale que nous n'avons pour l'instant utilisé qu'indirectement.

Nous avons aussi nos propres développements. Par exemple, lorsqu'il n'y avait pas de plugin de fourrure disponible sur le marché, notre équipe de R&D avait développé une solution efficace. Mais maintenant les plugins commerciaux sont devenus tout à fait satisfaisants.

Que souhaitez-vous dans le futur ?

Je souhaite l'arrivée de solutions de calculs parallélisés, rapides, presque entièrment automatisées et bon marché, qui fonctionnent sur réseau LAN/WAN. Nous sommes à la recherche d'un gestionnaire de calculs qui ne laisse pas un seul processeur de libre sur le réseau. Actuellement, il y a des cas où certains plans prennent jusqu'à trois heures de calculs par image. L'optimisation logicielle n'est pas toujours la solution, en revanche nous nous sommes rendu compte que le fait d'acquérir le bon matériel avec les bons drivers peut aider. Nous sommes maintenant capables de calculer une scène avec presque 900 000 polygones et plusieurs matières de fourrure ou de cheveux, à environ trente minutes par image en moyenne.

Mike Milne
Responsable de la 3D chez Framestore CFC

Framestore CFC est le plus important studio londonien en 3D. Sa renommée s'est faite avec le remarquable documentaire pour la BBC, "Walking with Dinosaurs" suivi de "Walking with Beasts" ainsi que par la réalisation de nombreux effets spéciaux pour les long-métrages.

Quels outils utilisez-vous ?

"Dinotopia", "Walking with Dinosaurs" et "Walking with Beasts" ont tous été faits avec Softimage 3D et Mental Ray. Notre département publicité a utilisé Maya avec Mental Ray (utilisant Mayatomi) dans le passé, mais maintenant ils se concentrent davantage sur XSI avec Mental Ray. Nous avons remarqué que pour tous les travaux destinés à la télévision – que ce soient les fictions ou les publicités – nous avons besoin de la puissance du ray-tracing de Mental Ray. Et pour la création de la cité virtuelle, "Waterfall City" dans Dinotopia, nous avons utilisé intensément les nouveaux atouts de l'illumination globale de Mental Ray, "Final Gathering", qui est une triche mais qui fonctionne bien. Pour l'animation de personnages, nous avons aussi remarqué que les animateurs préféraient les interfaces plus intuitives de Softimage et de XSI.

Maya, Renderman et Houdini sont utilisés intensivement par notre département film sur des projets comme "Harry Potter", "Blade2" et "Resident Evil". Renderman a évolué dans l'environnement des long-métrages, et demeure le premier choix pour les travaux qui demandent une haute résolution. Quant aux difficultés techniques demandées par des films comme "Blade 2", l'usage de Maya est obligatoire.

Comment avez-vous réalisé la fourrure dans " Walking with Beasts" ?

Nous n'avons pas utilisé de plugin dans "Mental Ray". Nous avons essayé tous les plugins de fourrure mais aucun n'était satisfaisant. Et il était trop tard pour que nous puissions écrire notre propre système. Aussi, à la fin, nous avons utilisé une combinaison où les créatures étaient animées dans Softimage, la fourrure était réglée dans Maya, la peau était calculée dans Mental Ray et la fourrure calculée à part dans Maya sans motion blur ni auto-ombrage. Les données étaient alors envoyées à Mental Ray pour le calcul du motion blur et de l'auto-ombrage. Come vous pouvez le constater, c'est un procédé très complexe et très laborieux, que nous ne sommes pas prêts à recommencer ! La prochaine fois, nous allons utiliser une version de fourrure à base de géométrie dans XSI, calculée dans Mental Ray. Malheureusement, ce n'était pas encore disponible lorsque nous avons réalisé "Walking with Beasts".

Avez-vous eu besoin de développements spécifiques ?

Notre équipe de Recherche et Développement a produit une très grande quantité de code propriétaire ces cinq dernières années. Nous avons ainsi développé notre propre système d'illumination HDRI, que nous avons utilisé pour des publicités et pour des films comme "Blade 2". Un autre développement important a été le gestionnaire de calculs, qui nous permet de contrôler les centaines de CPU's que nous utilisons pour le rendering. Par ailleurs, l'équipe de R&D a développé une bibliothèque de plus de plus de deux cents plugins pour Softimage et Maya, plusieurs centaines de shaders pour Mental Ray et Renderman, et plusieurs outils stand-alone pour les besoins courants.

Que souhaitez-vous voir intégrer dans les outils commerciaux ?

Je souhaite voir plusieurs choses intégrées : des primitives de fourrure et de cheveux, des shaders pour faire de la peau réaliste à base d'algorithmes de "subsurface scattering" et des formats de fichiers en couches (à la manière de Photoshop) qui intègrent plusieurs passes de rendering dans un seul fichier.

Arno Lacoste
Directeur de production chez Digital Studio

Digital Studio a terminé fin Avril, dans son studio d'Angoulême, la production d'un film de dix minutes en 35mm, "Helios", qui dévoile en relief les mystères du Soleil.

Quels outils avez-vous utilisés pour la fabrication d'"Hélios" ?

Le film a été réalisée avec 3DS Max, dont nous avons dix ans d'expérience et qui est connu de beaucoup de freelance compétents. Pour certains plans, nous avons utilisé un logiciel externe, Brazil de Splutterfish, dont nous avons testé les premières versions Beta. Il n'y avait pas d'impératif sur cette production pour utiliser Brazil mais nous souhaitions obtenir une qualité de rendering difficile à obtenir avec le moteur classique de 3DS Max. La décision ne s'est pas faite sur des critères techniques mais sur une volonté d'augmenter la qualité visuelle et artistique. Nous avons donc choisi Brazil en regardant les images réalisées avec. Par exemple, si le but avait été le photo-réalisme, nous aurions pu prendre Mental Ray, mais ce n'était pas l'objectif de ce projet et par ailleurs Mental Ray est lourd à maîtriser en programmation. Nous avons aussi testé Entropy, mais ce n'était pas encore utilisable en production à l'époque

Quel bilan tirez-vous de cette première expérience avec Brazil ?

C'est un plugin facile et agréable à utiliser. Il y a eu juste quelques manipulations particulières pour redéfinir des matières dans Brazil. Comme le rendu global a été géré par une seule personne, cela a réduit le temps de formation à quelques jours de manip. Il y a aussi quelques subtilités à découvrir, surtout par rapport au temps de calcul. Certains paramètres ont peu d'influence visuellement sur le résultat mais beaucoup sur les calculs. D'ailleurs, le Soleil n'a pas été au final calculé avec Brazil mais avec 3DS Max. Les tests comparatifs avaient montré que c'était plus long avec Brazil. Et même avec 3DS Max, nous sommes monté sur certains plans proches du Soleil à trois heures de calcul par image même en optimisant. Heureusement, comme le film a nécessité peu de modélisation, pour la plupart des plans simples, qui contiennent moins d'effets, le temps moyen de calcul est resté entre 15 et 30 minutes par image. Nous pouvions, au cours de la production, décidé de calculer tel ou tel plan plutôt sur 3DS Max ou sur Brazil. L'intérieur du cockpit ainsi que la Terre et son atmosphère ont été faits avec Brazil, et les plans du Soleil avec 3DS Max. Certains plans ont été mixtes comme celui où le soleil se lève sur la Terre.

Est-ce que cette association de 3DS Max avec Brazil vous satisfait ?

3DS Max mériterait néanmoins d'avoir un moteur interne plus puissant, car il est un peu inférieur aux moteurs de ces concurrents. Mais il ne doit pas devenir une usine à gaz et il faut garder cette possibilité d'avoir d'autres moteurs comme ceux de Exluna, de Splutterfish ou de Mental Images. Je ne suis pas partisan des plugins et des ajouts à tout va mais en même temps, il faut constater que c'est la liberté.

Le moteur de 3DS Max dans sa globalité est rapide et ne demande pas beaucoup d'effort pour un résultat rapide. Mais il demande beaucoup d'effort pour augmenter la qualité du rendering. Il y a des effets impossibles à obtenir. Par exemple, il y a un plan où on voulait obtenir un effet genre visualisation de rayons X sur le Soleil. L'idée était de mettre une lampe dans la sphère qui représente le Soleil et de projeter sur la surface de la sphère une map de bruit. Nous voulions qu'il y ait des raies de lumière qui jaillissent de la sphère et qui soient plus ou moins forts en fonction de l'intensité locale de la map. Le tout devant s'animer. Eh bien, c'est impossible dans 3DS Max alors que c'est super facile dans d'autres logiciels comme par exemple dans XSI.

© Septembre 2002 François Ploye et Pixel SA