dossier rendering 3D

Stephan Renaudin
Infographiste et ingénieur système chez AXYZ à Bordeaux

La société bordelaise AXYZ est spécialisée depuis sa création, au début des années 90, en visualisation 3D pour l'architecture et l'urbanisme. La partie française du groupe, qui compte maintenant une antenne au Canada, répond essentiellement aux besoins en visualisation nécessités par les appels d'offres en architecture.

Quels types de projets traitez-vous ?

Nous réalisons principalement des images fixes, dont la grande majorité sont en 3K. Mais il nous arrive de faire des images en 12K, comme pour le tramway de la communauté de Bordeaux où l'affichage était en quatre mètres sur trois mètres. L'essentiel du travail, voitures et bâtiments, est en 3D. Les scènes hyper-réalistes sont souvent très lourdes, à plus d'un million de polygones, car nous préférons modéliser de nombreux détails. Nous utilisons Softimage depuis plus de dix ans, et nous en sommes maintenant à la version 3.51 de XSI, dont nous possédons plus d'une douzaine de licences de travail, et dix-huit licences de rendering en renderfarm. Mental Ray nous a permis depuis l'origine de faire du photo-réalisme, et de gérer des scènes très lourdes. Nous avons besoin d'être très productifs, le temps moyen de réalisation d'un projet est de cinq jours, typiquement pour fabriquer quatre perspectives et quatre façades.

Avez-vous développé des outils internes ?

Au fil des années, nous nous sommes constitués des bibliothèques de personnages, d'objets et de végétation qui pèsent plus de 10Go. Grâce à la fenêtre web de XSI, nos développeurs ont pu mettre ces bibliothèques en accès sur notre Intranet, où il nous suffit de faire du drag and drop pour ajouter les éléments de notre choix dans les scènes. Par ailleurs, pour fabriquer de manière paramétrable différents éléments comme des fenêtres ou des escaliers, je met au point des scripts en VB, qui sont ensuite affinés en langage C. Enfin, nos développeurs ont mis au point de nombreux shaders spécifiques, occlusion, opacité variable, fabrication de matériaux procéduraux en fonction de l'orientation des facettes, etc qui parfois apparaissent dans des versions ultérieures de XSI.

Mental Ray vous donne-t-il entière satisfaction ?

C'est un moteur puissant, avec beaucoup de shaders. Mais sa qualité fait qu'il n'est pas toujours rapide. Nous utilisons l'illumination globale de plus en plus souvent pour les scènes intérieures, pour déboucher les zones d'ombre. Le final gathering est supporté depuis la v3.5 de Softimage 3D. Sinon, comme dans tout logiciel, il y a toujours des petites améliorations qui seraient les bienvenues, en particulier sur la gestion des transparences et des réfractions, qui pourrait être optimisée. Autre souci, les lens flare et les glows ne sont pas calculés en fonction de la taille de l'image. Cela nous oblige à les faire en post-traitement dans Photoshop.

Etes-vous tenu au photo-réalisme ?

C'est notre réputation, le photo-réalisme haut de gamme !! Les architectes n'osent pas présenter des rendus moins classiques, surtout les petites structures qui ne veulent pas prendre le risque de perdre un projet. Certains projets sont naturellement plus faciles à mettre en valeur, comme les bâtiments aux formes complexes, qui présentent d'emblée un riche jeu d'ombres et de lumières. En revanche, les formes simples, cubiques, sont plus difficiles à bien rendre. Il faut travailler les matériaux, trouver des astuces, l'environnement peut être légèrement assombri pour mettre en valeur le bâtiment...

Christophe Brusseaux
Responsable graphique chez Quantic Dream

La société Quantic Dream est en phase de finalisation du jeu Fahrenheit, qui sera disponible en fin d’année, sur les différentes plateformes PC, XBOX et PS2. L'infographie de ce thriller psychologique, dont l'action se passe à New York, a été entièrement réalisée avec Maya.

Quelles sont les contraintes d'éclairage du temps réel ?

Elles sont évidemment variables suivant les plateformes de développement. Un PC accepte six ou sept lumières dynamiques en même temps, qui animées, permettent de simuler des éclairages très réalistes. Sur PS2, la limitation est de deux ou trois lumières dynamiques en même temps. De plus, le parti pris narratif fait qu'il est possible d'ouvrir deux ou trois fenêtres en même temps, avec plusieurs points de vue, ce qui impose des contraintes supplémentaires en terme de performances afin de servir la narration !! Les décors sont éclairés en prelight (vertex color ) dans Maya avec 25 ou 30 sources lumineuses. La question principale est de rendre l’éclairage des personnages cohérents dans un tel environnement. La première réponse est de privilégier les sources d’éclairage dynamique aux endroits stratégiques du décor, comme les points de passage des personnages, ou les dialogues. Le parti pris graphique privilégie des ambiances contrastées avec des impacts lumineux forts voir éblouissants.

Sur quoi a porté votre développement logiciel ?

Maya est un logiciel très ouvert, modulable. Nous avons écrit beaucoup d'outils complémentaires, des scripts MEL, et un plugin qui permet de convertir les scènes Maya dans notre moteur propriétaire. Nous avons aussi modifié Maya afin de visualiser nos scènes texturées, telles qu'elles apparaissent sur les différentes plateformes. Avec ce WYSIWYG, nous avons ainsi énormément gagné en confort de travail, en nous évitant de nombreux allers et retours. Traditionellement, Maya était peu ouvert au domaine du jeu. Depuis la version 3.5 de Maya, Alias|Wavefront a mis en ligne les Bonus Games, qui sont des scripts MEL développés par des utilisateurs dans le cadre de production de jeux. Beaucoup de ces outils ont été intégrés dans la version 5 de Maya, preuve de son évolution vers un produit plus adapté au jeu vidéo. Enfin, avec l'arrivée en cours de production des Cg Fx shaders, nous avons développé de nombreux shaders propriétaires, comme les matériaux blinn, phong, toon shader, hatching ou un micro-shader, simulant la vision d'un microscopique électronique.

Comment voyez-vous l'avenir ?

Contrairement à la tendance actuelle qui privilégie le hardware, les normals maps et toutes les possibilités que nous offre les nouvelles cartes graphiques, je pense que pouvoir gérer davantage de polygones, plus de textures sera plus efficace pour améliorer la qualité visuelle. Il ne faut pas oublier un autre point important, le travail de l'image en post-rendering comme cela se pratique dans le domaine de la post-production. Retravailler les images brutes en temps réel, en colorimétrie, contraste, rajouter du bruit, de la profondeur de champ, pour uniformiser l'image. Nous nous intéressons aussi fortement à la génération de rendus NPR (non photo-réalistes), comme le crayonné ou la peinture à l'huile, afin d'accroître nos possibilités narratives.

Luc Froehlicher
Superviseur du departement 3D, La Maison

La société de trucage et de post-production « La Maison »est présente essentiellement sur le marché de la publicité et du long-métrage, et un peu sur celui du clip et des court-métrages. Leur travail consiste principalement à fabriquer et à intégrer des éléments composites 3D réalistes avec de la prise de vue réelle. Leur choix logiciel s'est porté sur XSI, dont ils possèdent dix licences sur postes de travail, et dix licences de calculs sur biprocesseurs.

Pourquoi avoir choisi XSI ?

Nous devons être rapides et assurer une qualité irréprochable. L'intégration de Mental Ray est totale, en particulier, la combinaison des passes de rendu, du render tree et du FX tree dans XSI donnent un workflow très puissant. Nous décomposons le calcul de nos scènes en de multiples passes. Dix à vingt passes par scène sont nécessaires, entre les différentes sources lumineuses, et les différentes composantes du rendering, ambiant, diffuse, reflection... Le compositing est fait avec les outils Discreet : Flame, Inferno et Combustion. Le seul logiciel qui nous attire actuellement en dehors de XSI est Houdini, un logiciel réputé performant pour certains besoins très pointus, comme le procédural, la dynamique ou les particules.

Avez-vous développé certains outils ?

Pour la gestion des calculs et le suivi des projets, nous avons développé notre propre outil d'Intranet, autour de logiciels opensource comme zope et MySQL, car les outils du marché sont chers. Sinon, nous développons nos propres shaders Mental Ray, plus adaptés à nos besoins de production, mais aussi plus optimisés et paramétrables. En particulier, nous sommes en train d'améliorer notre shader de peau, à base de Sub Surface Scattering, à partir des travaux de Henrik Jensen. Nous avons aussi développé un shader de poils et cheveux, qui nous a servi récemment pour simuler la fourrure de lapins en 3D. Un auto-ombrage performant à base de deep shadow maps a été développé pour Mental Ray.

Côté radiosité et Global Illumination, nous ne les utilisons pratiquement jamais, nous préférons des techniques plus simples, a base d'ambient occlusion et de maps d'environnement. Pour la récupération des données d'éclairage au tournage, nous avons eu l'occasion d'utiliser la caméra Sphéron qui donne des resultats impressionnants. Habituellement , nous utilisons de classiques boules chromées, et des saisies LDRI (Low Dynamic Range Imagery) avec appareil photo numérique. Dans certains cas, ils nous arrivent de faire une saisie avec une caméra 35 mm à différentes expositions.

Et les fluides ?

Un gros travail en cours est sur la mise au point d'un moteur de fluides : feux, fumées, explosions. Le rendu des fluides utilisent des shaders volumétriques et les techniques de photon mapping. Dans de nombreux cas, les éléments réels ne suffisent plus, par exemple en cas d'interaction avec des personnages 3D, de mouvements de caméras complexes, ou de suivi d'objets 3D comme la fumée d'avions ou de missiles. Sans compter que l'actualité fait qu'il est de plus en plus compliqué de tourner des explosions réelles.

© Mai 2004 François Ploye et Pixel SA