Rendu photoréaliste

Le rendu photoréaliste qualifie une œuvre visuelle tellement détaillée, ou « bien faite », qu'elle peut passer pour une photographie. Il s'applique au domaine de l'infographie.

Le photoréalisme est une notion distincte de l'hyperréaliste, ou du Réalisme, qui qualifient des mouvements artistiques.

On ne saurait vraiment dire que tel jour, tel infographiste créa la première image photoréaliste. En informatique, la qualité des images de synthèse dépend énormément de la puissance des ordinateurs utilisés. Un ordinateur puissant permettra d'afficher plus de détails, et de travailler plus rapidement (voir la page infographie 3D, qui résume le mode de création de telles images). L'atteinte du stade « photoréaliste » dépend donc en grande partie de l'avancée technologique. De plus, créer un cône de plastique se reflétant dans un miroir et réussir à faire un visage aux expressions convaincantes sont deux choses très différentes, ne nécessitant pas le même travail et le même temps de calcul... Il est très aisé de faire une sorte de plastique convaincant en 3D, alors que la peau est un des challenges de l'infographie : pores, pilosité, translucidité... Les deux images ne nécessitent pas la même puissance et le même travail pour un résultat que l'on pourrait, dans les deux cas, appeler « photoréaliste ». Par ailleurs, il arrive pour beaucoup d'infographistes qu'ils se tournent vers un style volontairement non-réaliste, « cartoon » ou autre. Enfin, toutes les productions en 3D ne nécessitent pas forcément un tel niveau graphique (le meilleur exemple étant les personnages de jeux vidéo, que la console doit pouvoir afficher de manière instantanée).

Pour autant, la question du réalisme, que l'on retrouve aussi en Art, n'est pas dénuée de sens, ce que nous verrons plus bas.

Le premier film, non pas à utiliser des images de synthèse, mais à les vouloir convaincantes, pour les besoins du film lui-même, fut Jurassic Park, sorti en 1993. En 1991, Phil Tippett et ses animateurs travaillaient d'arrache-pied pour ce qui devait être le nouveau grand film de monstres animés image par image, depuis les travaux de Ray Harryhausen. Mais Dennis Muren, d'ILM (la compagnie responsable des effets spéciaux de la trilogie de La Guerre des étoiles), montra à Steven Spielberg, réalisateur du film, des tests d'animation des dinosaures réalisés en images de synthèse. Résultat : Tippett remballa ses maquettes et se mit à l'infographie.

On peut considérer Jurassic Park comme le premier film à utiliser des images de synthèse sans les dissimuler (bien que le nombre de plans totaux ne soit absolument pas comparables à ce qui se fait à présent), où elles atteignent pour la première fois un niveau de réalisme permettant presque de s'en servir comme d'acteur virtuel. Elles se résument à quelques plans en pied des créatures, les gros plans étant des animatroniques. Auparavant, Abyss et Terminator 2 (tous deux réalisés par James Cameron, respectivement en 1989 et 1991), quant à eux, avaient été l'occasion de travaux sur le rendu de matériaux comme l'eau (le serpent d'eau qui s'introduit dans la base sous-marine, dans Abyss) ou le métal (le fameux T-1000), et les reflets et déformations qui vont avec, mais il ne s'agissait là effectivement que d’effets de lumière, et ils n’avaient pas l’importance qu’ils eurent plus tard pour Jurassic Park.

Par ailleurs, Abyss voit ses acteurs scannés au laser, afin d'en recréer le visage numériquement, et l'acteur Robert Patrick devra marcher quelques pas en caleçon, avec des dizaines de diodes accrochées à lui, afin de capturer ses mouvements... (voir captation de mouvements). Afin d’obtenir un résultat le plus « réaliste » possible, il est en général nécessaire de recopier tout simplement la réalité.

En 1995 sort Toy Story, le premier film entièrement réalisé en images de synthèse. Narrant l'histoire de jouets faits en plastique (le matériau le plus simple à rendre en 3D), ne montrant que peu d'humains, et prenant parti pour un style cartoon, le problème du réalisme ne se pose que peu pour ce film. Six ans plus tard, en 2001, sort Final Fantasy : les Créatures de l'esprit, premier film entièrement en images de synthèse à viser lui explicitement le photo-réalisme.

Nombre de films utilisent maintenant des effets spéciaux numériques, mais peu font réellement parler d’eux grâce à ceux-ci, encore moins pour leur réalisme, chose désormais commune dans l’infographie.

Aujourd'hui, quelques rares studios atteignent une qualité d'images et de films réellement photoréalistes. Qu'il s'agisse des domaines de l'architecture, des cuisines, des salles de bain, des bateaux ou de la communication en général, de plus en plus d'industriels font appel à la 3D photoréaliste pour remplacer la photographie dans leur plaquettes, catalogues, etc.

Les animations photoréalistes sont aussi largement plébiscités dans la publicité et les films.

Le réalisme en images 3D n’est pas qu’une question de puissance de l’ordinateur, le paramétrage de la scène a une importance capitale.

La plupart du temps, les algorithmes de calcul du rendu d’une image sont calqués sur ceux découverts en physique (voir par exemple Ombrage Phong). Pour l’heure, la technique dite du lancer de rayon (ou Ray tracing) est utilisée pour le calcul de diffusion de la lumière. Des recherches sont en cours afin d’étendre ce procédé à la simulation en temps réel (voir OpenRT).

Au cours de la modélisation, les infographistes s’appuient généralement sur des photographies, d’acteurs ou de maquettes à échelle réduite, afin de simplifier le processus en calquant sur les formes réelles. Il existe même, comme nous l’avons vu, des lasers qui permettent de scanner une surface et de la recréer instantanément en 3D. La captation de mouvements permet de transposer des mouvements d’acteurs directement sur des modèles 3D.

Enfin, il est possible d’utiliser des photographies comme textures, applicables sur un modèle. Pour peu que la lumière et le relief correspondent bien au restant de la scène, l’on peut obtenir ainsi un mur ou une surface plane convaincante très facilement.

De telles possibilités donnent lieu à des débats sur le rôle de l’image, et son lien avec la réalité et l’information. Même si l’essentiel de ceux-ci se porte plutôt sur la retouche d’images, l’image de synthèse a aussi donné lieu à des discussions.

Les films Toy Story, dans une plus large mesure Final Fantasy mais aussi la trilogie du Seigneur des Anneaux (avec le personnage de Gollum) ont soulevé la question des acteurs virtuels : seraient-ils susceptibles de remplacer les acteurs réels ? La profession même d’acteur de cinéma est-elle menacée ? Le fait que l’acteur Andy Serkis ait reçut des Oscars pour ses rôles en tant que Gollum, et plus tard King Kong (à la motion-capture, mais aussi comme base pour recréer ses expressions faciales numériquement), montre que ces questions sont peut-être un peu trop alarmistes.

Cependant, il est constaté, et c’est la principale critique adressée aux films à effets spéciaux, que la création de ceux-ci prend de plus en plus de temps et d’argent sur le film. Là où l’image numérique atteint un niveau photo-réaliste de moins en moins contestable, elle prend aussi une vie indépendante dans le sens où elle devient un élément déterminant le film, et non l’inverse... Les budgets, mais aussi l’action et même parfois le script vont être influencés par les contraintes techniques numériques. Le film Furtif, dans lequel un avion doté d’une intelligence artificielle très développée devient autonome, a été réalisé pour tester une nouvelle méthode de représentation des paysages vus de haut... Et ce n’est pas le seul, on sait que Pixar réalise aussi ses films en fonction des recherches en cours parmi ses infographistes et chercheurs. À l’époque de Toy Story, les techniques permettant de rendre la peau humaine n’étaient pas au point, mais le plastique était facilement faisable. Celles-ci le deviendront au moment de la sortie des Indestructibles. Cars fut l’occasion de mettre à profit le perfectionnement des techniques de rendu des réflexions sur des surface brillantes.

On voit donc que la recherche en images de synthèse peut conditionner la production cinématographique. Mais est-ce une mauvaise chose ? On connaît le succès critique des films de Pixar. De plus, on sait que toutes les périodes dites « d’âges d’or » des différentes civilisations n’ont pas vu un développement séparé des arts, de la science et de la technique, mais bien un engouement général et interpénétrant.