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Image de synthèse

« Image de synthèse » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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Une image de synthèse est une image calculée par un ordinateur. Avec les progrès de l'informatique, il est de plus en plus difficile de faire la différence entre une image réelle et une image de synthèse.

Une image de synthèse

Un homme derrière la machine[modifier]

Beaucoup s'imaginent que l'ordinateur est le vrai créateur de ces images et que l'humain n'a pas sa place.

Mais c'est aussi faux que de prétendre que c'est le pinceau qui dessine un tableau.

C'est vrai que le programme calcule la perspective et les ombres. Il offre également la possibilité de représenter des objets simples, comme les cubes, les sphères, etc.. Mais seul un artiste peut mettre en scène une image, lui donner un sens et une esthétique, sans parler du fait de créer un objet complexe et réaliste.

Des mathématiques au service de l'art[modifier]

Une simple sphère sur un damier, résultat du calcul d'un moteur de rendu (Povray)

L'image de synthèse utilise des calculs très compliqués pour connaître la couleur d'un point de l'image. Cette couleur dépend de l'objet qui se trouve à cet endroit : l'éclairage de ce point de l'objet, sa texture (sa matière), etc..

C'est souvent la technique du lancer de rayons (raytracing en anglais) qui est utilisée. Le programme simule la lumière qui part d'un éclairage et calcule la couleur renvoyée par les objets vers la caméra.

Le programme chargé de faire ces calculs s'appelle un moteur de rendu.

Mais c'est bien entendu l'artiste qui place les objets et détermine leur matière, qui positionne les éclairages, etc.. Pour cela, il dispose de nombreux outils.

Des outils variés[modifier]

Le modeleur[modifier]

Un lapin vu sous le modeleur

C'est un logiciel qui permet de placer des objets dans l'espace, afin que le moteur de rendu puisse calculer l'image. Grâce à la souris, le créateur de l'image peut insérer un objet dans une scène et avoir un aperçu du résultat. Ce programme offre également des facilités pour définir la texture qui compose l'objet.

Problème : un écran offre une image plane (plate). Comment représenter un objet dans l'espace ? Pour cela, ce type de logiciel offre souvent quatre vues différentes de l'objet à déplacer : vue du dessus, vue de face, vue de gauche et vue en perspective (depuis la caméra).

Pour réaliser des objets complexes, le modeleur offre un certain nombre de solides de base : cubes, cylindres, sphères, cônes, etc.. Ces formes de base peuvent s'associer, ou l'une peut creuser l'autre, etc.. Le créateur d'images peut ainsi réaliser presque tous les objets de la vie quotidienne, en essayant de voir de quelles formes géométriques ils sont composés. Mais cela ne suffit pas, notamment quand il s'agit de modéliser des formes vivantes.

Le Poser[modifier]

Célèbre logiciel de la société Curious Labs, le Poser (à prononcer pozeur) permet de manipuler des formes complexes — par exemple le corps humain — pour leur donner des attitudes réalistes. Il existe de nombreux modèles commercialisés, des humains, des animaux, etc..

Ces formes sont intégrées sous le modeleur et ajoutées à la scène.

Les plantes[modifier]

Là encore, l'imagination des programmeurs permet de fabriquer des arbres, des plantes vertes ou encore de l'herbe. Tous ces objets s'insèrent dans la scène imaginée par l'artiste.

Mais il existe bien d'autres outils au service de la création d'images.

Les textures[modifier]

Une image de synthèse qui joue sur les textures et les éclairages

Pour créer une image réaliste, il ne suffit pas de créer des objets. Il faut aussi leur donner une texture. Il existe de nombreux paramètres à régler :

  • La ou les couleurs : un objet peut être rouge ou bleu, mais la couleur n'est souvent pas uniforme. Un objet rouillé métallique aura des teintes allant du gris au rouge foncé.
  • La brillance : le plastique, le bois ou le métal brillent d'une façon différente.
  • La transparence : certains objets laissent passer la lumière, ou encore l'image des objets présents derrière eux, en les déformant. C'est le cas d'un verre rempli d'eau, par exemple.
  • La réflexion : les objets peuvent refléter la lumière, à la manière d'un miroir.
  • Les objets peuvent être composés d'une matière complexe, comme le bois. Il est possible de plaquer une photo sur un objet.

Tout cela peut se régler sur un modeleur.

Les éclairages[modifier]

Selon que les objets soient exposés à la lumière du soleil, d'une lampe ou d'un néon coloré, ils nous semblent différents. Bien souvent, il y a plusieurs sources de lumière qui éclairent l'objet. Tout cela change les ombres et la couleur d'une scène. Là encore, c'est à l'artiste de placer ces sources de lumière, leur couleur, la façon dont ils créent des ombres.

Une image réaliste[modifier]

Il y a tant de paramètres dans la composition d'une image et la définition d'un objet qu'il faut beaucoup d'expérience et de travail pour réussir à créer une image réaliste. Passées les premières images, c'est tout le talent et le travail de l'artiste qui feront la différence entre les images de synthèse.

Les applications courantes[modifier]

Les images fixes[modifier]

Une image fixe réalisée sous Povray

Beaucoup d'affiches sont entièrement artificielles, ou on y intègre des parties fabriquées par l'ordinateur. En architecture, on utilise ces images pour avoir une idée des bâtiments avant leur construction. Il est également possible d'intégrer ces bâtiments dans une photo réelle.

Mais les applications principales se trouvent dans les animations.

Les animations[modifier]

Dans la publicité, les films, les dessins animés, on utilise de plus en plus souvent l'image de synthèse. Elle permet notamment la réalisation d'effets spéciaux intégrés avec des images réelles (tornades, vaisseaux spatiaux, etc.).

La qualité de ces images est telle qu'il est souvent difficile de faire la part entre la réalité et le trucage.

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