Graphisme 3D avec Bryce 4

Introduction
La création de mondes virtuels est récente, qui remonte à tout juste trois
décennies. C’est en effet à la fin des années 60 que des pionniers comme David
Evans et Ivan Sutherland développèrent les premiers générateurs d’images de
synthèse ainsi que les algorithmes capables de manipuler des objets tridimensionnels. A l’époque, faire pivoter deux cubes en fil de fer était une prouesse.
Aujourd’hui, nul ne s’étonne plus — ou alors si peu — du réalisme paysager que
l’on trouve dans des simulations de vol grand public comme Flight Simulator ou
Flight Unlimited, ni de la gestuelle anatomiquement irréprochable d’un personnage comme Lara Croft dans Tomb Raider. L’imagerie de synthèse est entrée
dans notre quotidien par le biais des génériques des émissions de télévision et
des trucages. Des films comme Toys Story et Mille et une pattes, tous deux
réalisés par la société Pixar, ont entièrement été réalisés sur ordinateur.
Mais le plus fabuleux, c’est que grâce à des outils dont certains sont accessibles
au grand public — par leur prix, mais aussi par leur convivialité —, chacun peut
donner libre cours à son imagination, créer des mondes et des objets d’un
réalisme époustouflant ou, au contraire, des mondes oniriques qu’auparavant il
ne pouvait décrire que partiellement par le dessin ou par la peinture, selon un
point de vue unique. Désormais, le monde des rêves n’est plus celui d’un seul
rêveur, il est celui de tous ceux qui veulent bien se donner la peine d’allumer leur
ordinateur et se laisser transporter dans une imagerie en trois dimensions.
L’imagerie en temps réel
L’imagerie en temps réel recalcule l’univers au gré des déplacements de l’observateur. La simulation illustre parfaitement ce concept : dans un simulateur de
vol, le pilote virtuel est libre de se déplacer à sa guise dans n’importe quelle
direction, à n’importe quelle altitude. Le monde qu’il survole s’étend aussi loin
que l’auteur a bien voulu le modéliser. Le décor est recalculé plusieurs dizaines
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Graphisme 3D
de fois par seconde afin que l’emplacement des objets, leur perspective et le
niveau de détail soient conformes au point de vue occupé par l’observateur.
L’imagerie en temps réel est dynamique et interactive.
Comme elle repose sur de la programmation pure et dure, le plus souvent en
langage C++, il n’en sera pas fait état ici. La création de paysages est toutefois
possible dans un contexte tel que Flight Simulator, qui est doté de puissants
outils de modélisation. Les reliefs, cours d’eau, voies de communication,
immeubles, monuments, infrastructures aéroportuaires et aides à la radionavigation peuvent être créés de toutes pièces. Aucune notion de programmation n’est
requise et, grâce à l’utilisation de textures tridimensionnelles, les résultats
peuvent être spectaculaires. Ils sont cependant toujours en deçà de l’imagerie
produite en temps différé, car l’optimisation du taux d’image, indispensable
pour avoir de la fluidité pendant le vol, exige une nécessaire simplification du
décor.
Une forme d’imagerie en temps réel, dans laquelle le visiteur peut se déplacer
librement, est cependant possible avec des fichiers aux formats VRML (Virtual
Reality Markup Language) et, dans une moindre mesure, QuickTime VR
(QTVR, QuickTime Virtual Reality).
Deux aspects de la 3D ne sont pas abordés dans cet ouvrage, car ils se situent
aux limites de notre propos :
• La stéréoscopie. Produite par des lunettes anaglyphiques dont les verres ont
des couleurs complémentaires, par des lunettes à obturation qui alternent la
vision d’une image destinée à chacun des yeux ou par des verres polarisés qui
reproduisent la sensation du relief. L’image obtenue semble apparaître dans
les profondeurs de l’écran, ou bien entre l’écran et l’observateur.
• Les stéréogrammes. Ces images de prime abord aléatoires ne prennent du
sens et du relief qu’à partir du moment où la convergence des yeux et leur
focalisation transmettent au cerveau une information visuelle qui leurre la
perception. Les images perçues sont très grossières, mais l’effet de relief est
saisissant.
L’imagerie en temps différé
C’est d’elle qu’il s’agit dans cet ouvrage. Le monde modélisé par l’infographiste
est généré en trois dimensions, mais la trajectoire est imposée. L’observateur
Introduction
n’est qu’un passager guidé selon une trajectoire prédéfinie. Il ne dispose
d’aucune liberté de mouvement. Au lieu de recalculer sans cesse les caractéristiques géométriques et géographiques du décor, l’ordinateur se contente d’afficher
une séquence d’images fixes. L’imagerie en temps différée est passive et
dépourvue d’interactivité.
Cependant, dans certaines conditions — l’édition dans un logiciel de création
3D, par exemple —, des scènes réalisées en imagerie en temps différé peuvent
être contemplées sous n’importe quel angle. A ce moment, les deux techniques
se rejoignent.
A propos de cet ouvrage
Le but de cet ouvrage est de fournir au lecteur désireux de s’initier à l’imagerie
de synthèse les bases et les fondements communs à la plupart des logiciels de
création 3D.
La première partie est théorique. Elle expose les principes généraux de la
création 3D. La seconde propose une mise en pratique à l’aide de la version
d’évaluation de Bryce 4. Elle possède toutes les fonctionnalités du logiciel
vendu dans le commerce, sauf les fonctions d’enregistrement. Bryce est un générateur de paysage qui est aussi capable de créer des objets. C’est un logiciel
universel, idéal pour s’initier à la création des mondes virtuels.
Les exercices
De nombreux exercices sont proposés dans la seconde partie de cet ouvrage afin
de vous familiariser avec la création des paysages et des objets. Les scènes,
objets et éléments sont stockés sur le disque dur, dans le dossier Exercice, plus
exactement dans le sous-dossier des différents chapitres.
Il est conseillé de lire cet ouvrage dans l’ordre et de faire les exercices. De
nombreuses notions sont en effet reprises lors des manipulations, et certaines
astuces (ou tours de main) sont révélées à cette occasion.
PC et Macintosh
Cet ouvrage est principalement destiné aux utilisateurs de micro-ordinateurs PC
et compatibles. Une partie des logiciels dont il est question dans cet ouvrage
tournent à la fois dans l’environnement Windows et Macintosh, et parfois même
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Graphisme 3D
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sur d’autres plates-formes. LightWave 3D, Bryce et Poser, pour ne citer qu’eux,
sont compatibles Mac/PC ; en revanche, 3D Studio MAX, qui est une référence
dans le domaine de la création 3D, ne fonctionne qu’en environnement
Windows.
Les exercices et les manipulations ont été réalisés dans un environnement
Windows. Hormis quelques spécificités Macintosh dûment mentionnées au
moment opportun, il est facile de convertir les touches PC en touches Macintosh
selon les équivalences que voici :
Windows
Macintosh
Alt
Option
Ctrl
Pomme
Entrée
Retour
Conventions typographiques
Pour faciliter la lecture du livre et l’assimilation des notions essentielles de
la 3D, nous avons adopté les conventions suivantes :
• Les termes techniques nouveaux, dont la signification est importante, sont en
italique. Ils figurent dans un index, à la fin de l’ouvrage.
• Des rubriques " encadrés " signalent des notes ou des apartés qu’il est intéressant de connaître.
i
info
a
astuce
a
attention
Fournit un complément d’information relatif au sujet traité ou précise tel
ou tel point.
Propose des manipulations qui accélèrent le travail (raccourci clavier, utilisation de la souris...) ou des astuces réservées aux utilisateurs confirmés.
Met en garde contre le risque que présente une manipulation et indique, le
cas échéant, comment procéder pour éviter le piège.