matrix reloaded

Une autre grande nouveauté de ce deuxième Matrix est l’usage de clones virtuels hyper-réalistes. C'est le cas de l'agent Smith (qui a acquis le pouvoir de se cloner en transformant en doubles les autres "humains" qu'il touche).

Un studio de mocap (motion capture) a été installé spécialement chez ESC, dans leurs locaux d’Alameda, dans un hangar de 22 000 m², transformé pour l’occasion en un gigantesque dojo. Une très grande quantité de motion capture optique a été saisie, pendant quatre mois de tournage très intensif. Afin d’économiser les coûts de production, la capture de mouvements nécessaire aux films et celle demandée par le jeu, ont été faites durant la même période. Ces données ont servi dans de nombreuses scènes spectaculaires, aussi bien la poursuite sur l’autoroute, l’attaque des clones de l’agent Smith ou le vol de Neo au dessus de la mégapôle. Les acteurs vedette du film ont été mis à contribution. Le maître du Kung-Fu, Yuen Woo-Ping, a aussi dirigé une armée de ceintures noires, nécessaires aux innombrables actions de combats, du film mais aussi du jeu. Harnachés, équipés de casques de réalité virtuelle, les acteurs étaient parfois aussi violemment secoués dans des simulateurs de véhicules et d’accidents.

Saisie faciale

Mais pour John Gaeta, l’innovation la plus importante de Matrix Reloaded est un procédé de reconstitution fidèle des visages des acteurs avec leur jeu d’expressions. Baptisée « universal capture », cette méthode s’est déroulée en plusieurs étapes et a été appliquée aux personnages principaux, comme Neo et l’agent Smith, pour le combat des clones, ainsi qu’à Morpheus pour la course poursuite. La première étape a consisté à prendre des scans 3D quasi temps réel de la tête des acteurs dans une attitude reposée et neutre. Ces scans ont donné une géométrie de base. Mais pour avoir un modèle plus précis, un moulage a été fait de la tête de chaque acteur. Ces moulages ont ensuite été envoyés à la société Arius 3D, qui fabriquent des scanners à très haute résolution, précis à 25 microns près. Ces mêmes scanners avaient été utilisés lors de la saisie de la statue de Michelangelo en 1999.

La deuxième étape a consisté à filmer les acteurs pendant des heures, par cinq caméras Sony HDW-900 disposées en demi-cercle. Les acteurs devaient jouer une gamme complète d’expressions nécessaires pour les scènes du film. Cette technique a permis d’enregistrer leurs moindres mouvements du visage ou des cheveux. Même les changements d’intensité du flux sanguin dans les veines étaient enregistrés. Les données saisies étaient volontairement brutes, afin de ne pas introduire de distorsions malencontreuses. Les caméras avaient été modifiées pour envoyer des données non compressées, et le logiciel de correction colorimétrique a été désactivé. Le gigantesque flux de données générées – environ un gigabyte par seconde – était envoyé sur une batterie de PC et stocké sur une tour de disques durs.

L’importance des détails

Ces données devaient ensuite être analysées. Les images étaient ensuite décortiquées par programme afin de reconstituer le mouvement de points caractéristiques du visage nécessaires à l’animation du modèle géométrique. George Borshukov, le directeur technique des effets spéciaux, a mis au point les algorithmes. Leur puissance est de pouvoir s’affranchir de capteurs optiques positionnés sur le visage en s’appuyant sur les points caractéristiques d’un visage ainsi que sur les petites inégalités de la peau des acteurs. Les mouvements des expressions étaient reconstitués d’une image sur l’autre, et ensuite appliqués sur le modèle géométrique. Borshukov a été l’élève de Paul Debevec, l’inventeur de « l’image based rendering », qui a permis de grandes avancées en terme de photo-réalisme.

Enfin, la simulation des vêtements devait elle aussi être parfaitement réaliste. Des échantillons des vêtements comme le manteau de Neo ou la veste de l’agent Smith ont été envoyés chez Surface Optics. Cette société de San Diego construit des machines très sophistiquées qui mesurent une propriété optique des matériaux, la fonction de distribution de la réflexion bidirectionnelle. Ces données ont servi pour le modèle d’illumination réaliste utilisé dans le rendering final. Surface Optics avait justement une machine sous la main qui devait être livrée à Lockheed Martin un mois après, pour la mesure optique de la réflexion de la peinture des bombardiers militaires.

Une grande liberté de mise en scène

L’ensemble de ces informations, une fois combinées dans Mental Ray, ont permis à ESC de reconstituer des clones virtuels photo-réalistes des différents héros. Les réalisateurs pouvaient les utiliser en toute liberté, dans les scènes de combat essentiellement, mais aussi pour les scènes de vol. Dans la séquence finale où Neo vole au dessus de la métropole, c’est son clone virtuel qui subit la pression des 1200 kilomètres par heure.

Ces clones ont aussi été très précieux dans les scènes dites de « bullet time », où l’action est montrée au ralenti y compris le tracé des balles matérialisé dans l’espace. Cet effet d’hyper « slow motion » a été un des effets marquants sur le premier Matrix mais était très lourd à gérer en production. Plusieurs séries de caméras étaient positionnées de manière très précise le long de l’action. La préparation très minutieuse nécessitée par chaque scène d’action, pouvait durer plusieurs mois. Les réalisateurs souhaitaient plus de liberté cette fois-ci, qu’ils ont obtenu avec des scènes entièrement réalisés en images de synthèse, et des acteurs réels remplacés par des clones virtuels.

La multiplication des agents Smith

Cette technique d’ « universal capture » a surtout servie pour la fameuse scène où l’agent Smith se multiplie en une centaine de clones qui se battent contre Neo. Lorsque Neo et l’agent Smith entrent dans la cour et se font face, ils sont réels. Mais lorsque le combat atteint son paroxysme, avec une centaine de clones en action, tous les personnages ainsi que le décor sont générés par ordinateurs. Ce qui permet à la caméra de tourner en cercles concentriques de plus en plus rapidement, à une vitesse physiquement impossible pour une caméra réelle. Entre ces deux cas, certaines scènes comportent un mixte. Les personnages principaux sont réels, ainsi que certains des clones principaux de l’agent Smith (des cascadeurs déguisés et grimés) mais le reste des clones secondaires sont virtuels. Chaque clone de l’agent Smith peut bénéficier de ses propres expressions, calculées en 3D.

Côté rendering, afin de rendre indiscernable le passage de la réalité au virtuel, là aussi la saisie de la réalité a été très utilisée. Avec le procédé dit de « l’image-based rendering », le décor réel est photographié et utilisé comme map d’environnement pour les objets en images de synthèse.

Pour en savoir plus

http://www.thematrix-fr.com/
http://whatisthematrix.warnerbros.com/
http://www.enterthematrixgame.com/index-niobe.html
http://www.intothematrix.com/

© juillet/aout 2003 François Ploye et Pixel SA