L'algorithme modélise les jeux de lumière en 3D

Par 16 avril 2008

L'Université de San Diego améliore le procédé de pixellisation de la lumière. Son calculateur permet de recréer luminosité et brouillard dans les environnements virtuels.

Recréer dans des univers 3D le rendu de la lumière et de sa dispersion dans l'atmosphère reste un exercice difficile. Les industries du film d'animation, du jeu vidéo, et du graphisme tentent ainsi de modéliser au mieux les effets d'ombre et de lumière, mais aussi le brouillard et la fumée. Les scientifiques de L'UC San Diego ont développé un calculateur qui veut répondre à cette problématique, l'objectif étant d'assurer le plus de réalisme possible. Dans cette optique les chercheurs ont amélioré les performances des algorithmes déjà utilisés dans ce domaine : ils calculent ainsi l'indice lumineux de chaque rai de lumière en allant jusqu'au niveau du photon, une particule composant le spectre lumineux. Ce qui permet une meilleure précision mais aussi d'appréhender la lumière dans son ensemble. Ce procédé de "photon mapping" (ou pixellisation des photons) permet de calculer la façon dont la lumière générée virtuellement aurait réagi dans un environnement réel en suivant les lois de la nature.
Les algorithmes recréent la lumière
Le photon mapping détermine ainsi la façon dont la lumière interagit avec la fumée, le brouillard ou encore d'autres supports qui absorbent, reflètent et dispersent une certaine proportion de lumière. Une tâche coûteuse car la richesse de l'image créée vient de l'intensité lumineuse relevée à des points donnés. "L'approche conventionnelle veut qu'on calcule la lumière à partir de milliers de points tout du long du rai lumineux", explique Wojciech Jarosz, de l'UCSD. "L'amélioration des algorithmes fait que l'on pourra désormais appréhender le rayon en entier, dans son ensemble". Samuel Lorétan, responsable du développement chez Ankama, société de développement de jeux vidéo, trouve le procédé très intéressant. "Cette technologie ouvre des perspectives en termes de rendu de la luminosité qui vont offrir un univers plus immersif pour le joueur", explique-t-il. Elle va en effet permettre un travail sur les jeux de lumière qui aujourd'hui se réduisent souvent à des effets de couleur, par manque de moyens. Et d'ajouter : "pour l'instant on s'en passe car ce sont des procédés lourds et coûteux, on se contente donc d'applications plus basiques."
Un réalisme plus vrai que nature
Cette technologie s'inscrit également dans une problématique qui revient souvent en analyse d'image : un graphisme réaliste n'est pas la meilleure solution pour immerger le joueur. La réalité présente en effet des défauts, comme une luminosité trop vive, ou des ombres trop foncées, qui déconcentrent l'utilisateur. Il s'agit donc de créer un environnement plus que réaliste, très amélioré. Ce que permet le procédé de photon mapping. Samuel Lorétan confie : "Prenez les polars, il y a des jeux d'ombre et de lumière que vous ne retrouverez jamais dans la vraie vie, et qui font toute l'ambiance du film. Et bien dans un jeu vidéo c'est la même chose, nous recherchons un rendu aussi nuancé, une vraie mise en scène pour le joueur". Le responsable précise cependant qu'il reste beaucoup à faire dans ce domaine. Et de conclure : "si on ne va pas bénéficier tout de suite de ces supers calculateurs, je ne doute pas qu'ils seront accessibles aux développeurs d'ici à quelques années."

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