Présentation
Auteur(s)
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Michel LUCAS : Professeur à l’École Centrale de Nantes
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Eric LANGUÉNOU : Maître de conférences à l’Université de Nantes, Institut de Recherche en Informatique de Nantes
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les images de synthèse ont envahi notre univers. De nombreux génériques de télévision sont produits par ordinateur, ainsi que tout ou partie de quelques spots publicitaires. Certains films comportent des séquences dans lesquelles des images de synthèse viennent compléter une image réelle. On sait même, à partir de séquences filmées, créer des acteurs de synthèse qui peuvent peupler des films que l’acteur original n’a pas tournés. Les études d’impact sur l’environnement de la réalisation de tel ou tel ouvrage d’art bénéficient dès maintenant de paysages réalistes produits par ordinateur. Les chirurgiens peuvent s’exercer sur une reconstitution informatique à chercher le meilleur chemin pour une intervention. Les présentations commerciales d’un nouveau modèle de voiture peuvent se faire sur image avant même que le moindre prototype n’ait été construit. L’apprentissage du pilotage d’un nouvel avion se fait couramment sur des simulateurs de vol.
Cette omniprésence est le résultat de plusieurs facteurs :
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les progrès réalisés du point de vue de la technologie des ordinateurs ; des puissances de calcul et de stockage de jour en jour plus grandes sont offertes, qui permettent d’envisager des applications de plus en plus complexes ;
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la maîtrise de plus en plus affirmée sur les procédés de modélisation et de visualisation : en particulier, l’usage massif des modèles physiques (que ce soit pour la modélisation des solides articulés ou pour le calcul des ambiances lumineuses) a fait passer de l’ère pragmatique à l’ère scientifique. Les résultats sont plus proches de la réalité, ce qui leur donne une grande force ;
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les efforts pour proposer aux utilisateurs (artistes, concepteurs, infographistes) des outils graphiques qui soient d’une grande simplicité d’emploi, et proches des modes de pensée de chacun. La plus grande attention apportée à la conception des interfaces entre l’utilisateur et la machine est un facteur déterminant de succès.
La création d’une image de synthèse met en œuvre de nombreuses techniques, appartenant à des champs disciplinaires variés. Pour comprendre les limitations existant aujourd’hui encore, il est souhaitable de connaître les grandes lignes des procédés de calcul employés dans les systèmes de production de telles images. Dans cet article, nous commencerons par décrire l’ensemble des modèles qui sont nécessaires à la création d’une image. Nous évoquerons ensuite les différentes étapes conduisant à la création d’une image réaliste. Enfin, quelques applications de l’image de synthèse seront présentées.
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Modélisation des scènes tridimensionnelles5. Conclusion
Ce rapide tour d’horizon s’est appuyé sur trois points :
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la modélisation, qui conduit à imaginer dans un avenir proche des possibilités de s’affranchir de la description fastidieuse d’un objet au profit de mécanismes d’exploration d’univers de formes. Une meilleure connaissance de la notion de complexité d’une scène en découlera qui permettra de trouver des algorithmes sophistiqués réduisant à une durée acceptable les temps de calcul liés à la découverte de milliers d’objets peut être encore jamais vus. De nouveaux champs d’application s’ouvriront ;
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la visualisation, caractérisée par l’utilisation de modèles de la lumière de plus en plus complexes, intégrant peu à peu tous les paramètres connus aujourd’hui en optique. C’est ainsi que la suite logique est le calcul des effets lumineux pour une scène dont le milieu de transmission de la lumière n’est pas homogène. La hiérarchisation des scènes géométriques et le contrôle des niveaux de détail constituent des voix d’avenir. Il est clair que la demande en puissance de calcul est déjà forte, elle deviendra exorbitante ;
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l’animation, qui demande encore de nombreux progrès dans le traitement des objets polyarticulés, faisant intervenir des phénomènes complexes (accélération, inertie, traitement des fluides, collision, interaction solide-liquide). Obtenir de telles simulations de mouvements dans des temps raisonnables deviendra indispensable. La synthèse réaliste de mouvement est également un besoin important (pour l’instant, on utilise des acteurs dont on copie les déplacements).
D’autres points n’ont pas été abordés. Citons l’utilisation des techniques de l’intelligence artificielle. Il ne fait aucun doute que l’on va voir apparaître des systèmes pouvant acquérir peu à peu une certaine expertise dans l’art de traiter telle ou telle partie de la synthèse d’image. Les techniques de parallélisation [20]...
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