Le réalistateur du court-métrage Toxic voulait ajouter une animation avec des aiguilles qui se plantaient à l’écran pour afficher les lettres du titre au moment del’apparition à l’image de la première scène. Evidemmment, cela n’a pas pu être filmé. Il aurait fallu tourner la chute d’aiguilles et repasser le film au ralenti ! J’ai donc réalisé le plan en 3D avec une multitude de particules. Une première prérogative était de réaliser les éléments de manière ultra-réaliste. Ensuite, la formation de chaque lettre à l’image devait apparaître afin de créer un effet mystérieux et faire deviner le titre TOXIC au dernier moment.
Comme il devait y avoir des milliers d’aiguillles, l’utilisation de particules instanciées devenait nécessaire. La difficulté était de les faire toutes planter massées en groupes qui formaient les lettres. Pour cet effet animé, une option était :
- d’éjecter les aiguilles (les particules) à partir de leurs positions finales vers la caméra et de jouer ensuite le film à l’envers.
- d’émettre les particules et de les attirer vers des cibles en forme de lettres.
La seconde option a été choisie. Les particules ont été éjectées à partir de cinq émetteurs à la forme de chaque lettre du titre.Les particules de chacune convergeait vers une cible (goal object) de la forme de lettre. L’animation suivante représente une étape de test de cette méthode.
Comme les aiguilles rebondissent sur l’objet cible, des objets de collision ont été placés juste devant les cibles. Ainsi, les particules s’immobilisent sur les objets de collision. Dans les précédents articles, on n’a parlé des particules qu’en pratique. Elles "naissent" lors de leur émission, ont unn comportement (position, vitesse, orientation dans l’espace...) qui varie en fonction du temps (modifié d’une image à l’autre, en fonction de la précédente) et meurent (disparaissent) au bout d’un temps défini ou lors d’une collision. Tous les paramètres des particules varient avec une petite différence entre chacune, avec une part d’aléatoire. Comme pour le projet "Tempête autour d’un chateau", les aiguilles ont unn comportement similaire aux nuées de flèches lorsqu’elles rencontrent un obstacle. Lors de l’impact, il s’agissait de conserver l’angle d’incidence et de figer (une reproduction de) la flèche sur l’objet de collision.
Sur l’image ci-dessous, de nombreuses particules sont fichées dans les objets de collision. Il aura fallu ajuster leur nombre pour qu’à l’arrivée elles soient massées et que chaque lettre soit suffisemment visible et lisible. Une fois pantée, chaque particule devait tourner et briller en reflétant la lumière comme des paillettes (ce qui n’est pas très notiçable dans les vidéos compressée présentées sur internet).
Nous n’avons pas vraiment parlé de la fabrication des aiguilles elles-même, leur géométrie est très simple. Comme on ne les voit que de derrière, elles ont été modelées en conséquence. Quelques modèles différents ont été créés, mais avec peu de changements. L’intérêt d’avoir plusieurs modèles réside ici surtout dans les variations de textures...
Bien-sûr, le plus important était le mouvement général, la vitesse de déplacement des aiguilles et les apparitions de chacune. Comme les particules possèdent une grande part d’aléatoire dans leurs positions et déplacements, il a fallu faire intervenir de nombreux paramètres pour influer sur elles : turbulences, objet de collision autour de la caméra pour éviter qu’elles s’en approchent trop, répulsion entre les particules pour ne pas qu’elles rentrnet les unes dans les autres etc...
Une fois cette étape d’animation validée par le réalisateur, le système de particules a été "gelé", c’est à dire que leurs mouvements au cours de l’animation ont été enregistrés. Plus aucun aléa ne sera ajouté. Chaque fois que l’animation sera jouée, les aiguilles se comporteront exactement comme la fois précédente.
Des sources de lumière ont ensuite été ajoutées en reproduisant le modèle d’éclairage de la première scène du film, d’après les notes du réalisateur. D’autres ont été ajoutées pour réhausser la lumière ambiante, ainsi que des sources tournantes pour faire briller les aiguilles une fois qu’elles sont aglutinées en lettres. Les objets de la scène ont ensuite été séparés en couches : une pour la matière ambiante, une pour le matériau ensanglanté, plusieurs pour la lumière spéculaire, une pour les réflexions, ainsi que d’autres plus techniques pour les masques (canal alpha) , profondeur de champ (canal Z), couleurs, séparation des zones ensanglantées... Elles ont ensuite été rassemblées en compositing et ajustées séparément.
Voilà un exemple d’ajout de plusieurs couches pour les matériaux ambiants :
Voici sur l’illustration suivante un exemple avec les passes d’éclairage :
L’image tout en haut représente la passe de matière diffuse (passe "beauty"), c’est la matière de base éclairée par les lumières qui ne reflète que de manière douce. Celle du milieu est un masque qui laisse entrevoir les portions des matériaux des aiguilles qui reflètent de la lumière spéculaire (réfléxions de la lumière de façon crue). L’image tout en bas est une illustration du comportement de la matière spéculaire sur les aiguilles (cliquez sur l’image pour la voir en plus grand et sur le bouton "retour" du navigateur pour revenir à l’article). Avec un rendu en passes et un logiciel de compositing, il est possible de combiner des matériaux très différents sur chaque couche et de les combiner grâce aux masques (ou caches). On peut même créer un matériau en niveau de gris pour l’utiliser uniquement comme masque. Sur l’image du paragraphe suivant par exemple, des matériaux ont été attribués aléatoirement à des particules avec des couleurs pour chaque aiguille. Ainsi, il est possible d’isoler une couleur en compositing et de faire apparaitre cette aiguille isolément sur un calque et lui ajouter un traitement spécifique de correction de couleur. Avec cette technique appliquée à de nombreuses aiguilles, il est possible d’amplifier l’effet de multitude en introduisant des variations supplémentaires. L’opération peut être faite sur des calques de passes en particulier (réflexions, spéculaires...), ainsi les possiblilités sont infinies.
Evidemment, il aura fallu faire le rendu de toutes les images de l’animation pour chacune des passes, augmenter le temps de calcul. Comme il y avait des centaines de milliers de particules affichées, la scène a été optimisée et le rendu de chaque lettre a été effectué spéparément (mais toujours en passes), puis toutes les images rassemblées en compositing. Enfin, une passe des plus importantes est celle de profondeur de champ, le canal Z (à droite sur l’image précédente). Hormis le fond (ici en noir), le gris le plus foncé (noir) représente le premier plan et le blanc ce qui est le plus éloigné de la caméra. On notera que les aiguilles sont représentée avec une échelle de niveaux de gris car leur longueur s’étent dans le champ de la caméra. Cette passe sert principalement à ajouter un effet de flou (de profondeur de champ, de mouvement) aux aiguilles. Ces deux procédés sont habituellement très longs à calculer en 3D, il est donc souhaitable de les réaliser en post-production dans le logiciel de compositing. Cela permet également plus de contrôle sur leur intensité.
Une fois que toutes les couches sont empilées, combinées et ajustées, on procède à un nouveau rendu (dans le logiciel de compositing) pour obtenir une image "plate" en niveaux de gris qui est désormais prête à être intégrée au film.
Voici l’aperçu de la version définitive de l’image que nous avons utilisée pour ces exemples :
Et voilà le plan final du titrage avec les aiguilles au début du film (à 0’33") :