Tempête autour d’un château

janvier 2005

Dans le cadre d’un projet de jeu vidéo sur DVD ayant pour thème le jeu de rôle médié­val, une biblio­thè­que de plans a été réa­lisé en 3D. Plusieurs outils ont été déve­lop­pés pour servir ce projet. Nous ana­ly­se­rons cer­tains de ces éléments, le pre­mier défi tech­ni­que ici concerne l’uti­li­sa­tion de par­ti­cu­les pour des nuées de flè­ches.

D’abord, le contexte du plan se situe avant l’atta­que du châ­teau. Les défen­seurs regar­dent en direc­tion du large et pré­pa­rent leurs arcs. C’est un moment de ten­sion face à une mer agitée pour les sol­dats qui atten­dent sans bouger.

Les seuls mou­ve­ments dans l’image sont les vagues, les flam­mes des lan­ter­nes, les dra­peaux, les nuages et les herbes sur la falaise, fouet­tées par le vent.

Ensuite, un flot de flè­ches sera envoyé vers le large, avec quel­ques flè­ches enflam­mées. Cela repré­sente la libé­ra­tion de l’énergie accu­mu­lée pen­dant la ten­sion de l’attente.

Techniquement, ce qui est inté­res­sant est sur­tout l’aspect "com­po­si­ting" (empi­le­ment d’images semi-trans­pa­ren­tes) que pro­pre­ment 3D, mais com­men­çons par la nuée de flè­ches.

Les pro­jec­ti­les sont faites de par­ti­cu­les, des éléments qui sont ani­mées auto­ma­ti­quee­ment en fonc­tion des lois de la phy­si­que, avec une part d’aléa­toire.

Elles sont éjectées d’emet­teurs placés en haut des tours et des mars du châ­teau dans la direc­tion de l’océan. Le flot des par­ti­cu­les sont déviés en fonc­tion de la gra­vité et du vent. La tra­jec­toire géné­rale des par­ti­cu­les décrit une para­bole, étant lan­cées à 45° vers le haut, et retom­bent sous la force de la gra­vité. Comme l’angle et la vitesse de chaque par­ti­cule dif­fère légè­re­ment (d’ue valeur aléa­toire) de la tra­jec­toire géné­rale, le flot de par­ti­cu­les émises forme une nuée. En joueant sur les valeurs aléa­toi­res et le nombre de par­ti­clues émises, on peut contrô­ler la forme et la den­sité de la nuée.

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Ensuite, un objet géo­mé­tri­que est assi­gné à chaque par­ti­cule. Ici, c’est un cylin­dre très simple avec une pointe et des "plumes" en queue pour repré­sen­ter la fléche. On peut uti­li­ser plu­sieurs modè­les, avec des plumes de cou­leurs variées ou des modè­les de dif­fé­ren­tes lon­gueur.

Pour que le mou­ve­ment de ces cylin­dres res­sem­blent à des flè­ches, il faut para­mé­trer les "ins­tan­ces" de géo­mé­trie pour qu’elles soient tou­jours ali­gnées dans le sens du mou­ve­ment. La point de la flèche en l’avant.

Cette tech­ni­que peut également être uti­li­sée pour repro­duire un vol d’oiseaux ou une simu­la­tion de foule. Cela néces­site par­fois la ges­tion des col­li­sions, comme sur la vidéo sui­vante où les par­ti­clues sont nor­ma­le­ment détrui­tes lorsqu’elles ren­contrent un objet "de col­li­sion". Un script a été déve­loppé pour rem­pla­cer la flèche qui ren­contre la cible par la même géo­mé­trie, en mémo­ri­sant la posi­tion et l’angle d’atta­que lors de la col­li­sion.

Outre l’ani­ma­tion des flè­ches, un autre pro­blème se pose : ce plan com­prend énormément d’éléments animés et beau­coup de détails. Pour effec­tuer le rendu de cette scène, une dis­tinc­tion entre les éléments immo­bi­les et animés a été faite. La scène a donc été décom­po­sée et chaque élément a été cal­culé sépa­ré­ment sur fond trans­pa­rent.

Les éléments immo­bi­les sont :

  • le château, les murailles et les tours,
  • les falaises du premier plan et au lointain,
  • les éléments en bois accolés au château.

Les éléments animés :

  • les drapeaux,
  • les torches enflammées,
  • les soldats postés en haut des tours et des murailles,
  • l’océan,
  • le ciel et les nuages,
  • l’herbe agitée par le vent,
  • les rideaux de brume,
  • les nuées de flèches...

Avant le rendu de tous ces éléments, il a fallu pré­pa­rer des caches et mas­ques ainsi que des passes spé­cia­les pour leurs ombres et les reflets quand c’était néces­saire.

Les mas­ques étaient des repro­duc­tions gros­siè­res de la géo­mé­trie des murailles ou des falai­ses noires.

Ainsi, les éléments immo­bi­les ont été cal­cu­lés une seule fois et chaque élément animé a été rendu sépa­ré­ment. Avec cette opti­mi­sa­tion de la scène, on gagne du temps par rap­port à la solu­tion de tout cal­cu­ler sur la même image.

On peut aussi appli­quer des trai­te­ments par la suite sur des éléments indi­vi­duel­le­ment (fou de mou­ve­ment sur les nuées de flè­ches, ajout d’embruns sur l’océan...

Les flam­mes des tor­ches ont été mul­ti­pliées par ce moyen aussi, en évitant d’en cal­cu­ler plu­sieurs dizai­nes en 3D, tout comme les rideaux de brumes.

Cette méthode de sépa­ra­tion des éléments permet de repré­sen­ter plu­sieurs scènes en ajou­tant ou enle­vant des éléments sans avoir à tout recom­men­cer (par exem­ple : un plan avec des archers qui atten­dent, un second lorsqu’ils ban­dent leurs arcs, un troi­sième avec les nuées de flè­ches...) mais aussi d’ajus­ter les cou­leurs de chaque élément séparé pour qu’il y ait une cohé­rence dans l’image.

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