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Informatique graphique

Citizen Press (*) - 10/10/2017

De la simulation de frottement mécanique aux effets spéciaux pour le cinéma

Modélisation et représentation visuelle dynamique de contacts mécaniques frottants. C’est l’objet de la thèse réalisée par Gilles Daviet au sein de l’équipe-projet Bipop. Un travail pour lequel il vient de recevoir le prix thèse 2017 attribué par l’Association française d’informatique graphique, l’Association française de réalité virtuelle et le Chapitre français d’Eurographics . Aujourd’hui, le jeune chercheur travaille sur des outils de simulation destinés aux effets spéciaux pour le cinéma, en Nouvelle-Zélande.

Vous venez de recevoir un prix pour votre thèse passée au sein de l’équipe Bipop à Inria. Quel était le sujet de cette thèse ?

J’ai commencé à Inria en tant qu’ingénieur de recherche avec Florence Bertails-Descoubes (équipe Bipop), en informatique graphique. J’ai alors travaillé sur la simulation de chevelure virtuelle. L’objectif était principalement de simuler les effets dus aux contacts entre cheveux, et en particulier les phénomènes de frottement. C’était assez nouveau à l’époque de traiter ces interactions de façon aussi pointue, et leur prise en compte nous a permis de franchir un vrai cap en matière de réalisme des simulations produites.

C’est ce sujet que j’ai souhaité approfondir au cours de ma thèse. En revanche, plutôt que de simuler ces contacts un par un, nous voulions trouver un modèle macroscopique équivalent qu’on pourrait traiter dans le cadre de la mécanique des milieux continus. L’idée étant que la complexité de la simulation ne dépendant plus du nombre de constituants, nous pourrions obtenir des gains significatifs en temps de calcul. Ma thèse s’est orientée principalement vers la simulation de matériaux granulaires, comme par exemple le sable. Ces matériaux sont également largement régis par les contacts et le frottement entre les grains ; ils ont de plus l’avantage d’être relativement homogènes, les rendant ainsi adaptés à la simulation par modèles continus.

Depuis cette thèse, vous travaillez en Nouvelle-Zélande, chez Weta Digital , une entreprise spécialisée dans les effets spéciaux pour le cinéma. En quoi consiste votre travail ?

J’ai un poste de chercheur, je fais de la recherche et développement. Plus particulièrement, nous développons des logiciels de simulation qui serviront à créer des effets spéciaux réalistes. Pour ma part, je ne produis donc pas directement d’images, mais les logiciels sur lesquels je travaille ont vocation à être utilisés par des artistes, qui les mettront en œuvre pour produire certaines scènes de film.

Comment êtes-vous arrivé chez Weta-digital  ?

Je connais cette entreprise de nom depuis longtemps. J’ai été marqué par la trilogie du Seigneur des anneaux dont les effets spéciaux ont été réalisés par Weta . Après mes études d’ingénieur, je me suis lancé dans l’informatique graphique un peu par hasard - je cherchais principalement à travailler sur la simulation de phénomènes physiques, et le sujet proposé par l’équipe Bipop à Inria collait parfaitement. J’ai donc candidaté et ça a fonctionné. Après un an en Nouvelle-Zélande, je suis revenu pour passer ma thèse à Inria Grenoble. Puis, je suis retourné chez Weta en 2016.

Depuis votre premier poste en tant qu’ingénieur de recherche à Inria, vos travaux ont toujours eu une visée applicative vers le cinéma et les effets spéciaux ?

Oui, c’est quelque chose que j’apprécie. Je trouve ludique d’avoir un résultat visuel immédiat, par rapport à d’autres champs qui sont un peu plus théoriques, et voir ses travaux sur grand écran est très satisfaisant. Cependant, on peut distinguer deux types d’applications de l’informatique graphique pour le cinéma : d’un côté les films d’animation, dans lesquels la physique est très contrôlée voire caricaturale, et contribue avant tout à la narration. De l’autre côté les films en live action où on s’attache à avoir une physique qui est très proche de la réalité, aussi invisible que possible. C’est plutôt cet aspect qui m’intéresse dans les effets spéciaux, et pendant ma thèse nous avons tâché de travailler sur des méthodes qui ne soient pas uniquement destinées au divertissement ; l’idée était que la communauté mécanicienne puisse également utiliser nos simulateurs pour faire des prédictions.

Vous avez fait plusieurs allers-retours entre le monde de l’entreprise et Inria. Envisagez-vous de revenir vers la recherche académique ?

Le côté industriel me plait, notamment parce que nous n’avons pas besoin de chercher les problèmes, ils sont bel et bien là. Nous sommes dans le concret avec des utilisateurs, des retours… Et nous sommes dans des cycles qui sont assez rapides. Mais j’apprécie également de pouvoir réfléchir à un sujet de façon un peu plus fondamentale, avec moins de contraintes de temps ou de réussite. Donc pourquoi pas revenir ensuite vers la recherche ?

Inria fête cette année ses 50 ans. Quels vont être les grands défis de l’informatique graphique pour les 50 prochaines années selon vous ?

Pour le moment, pour faire de la simulation en informatique graphique nous partons d’un modèle et nous essayons de le reproduire par ordinateur. Résultat, nous sommes limités non seulement par la capacité de calcul disponible, mais également par les hypothèses intrinsèques au modèle et à la qualité des paramètres que nous lui fournissons. Depuis peu, une nouvelle approche se développe. Elle consiste à ne plus programmer le modèle nous-même, mais à le faire deviner directement par les machines - avec ses paramètres. C’est quelque chose qui balbutie encore dans notre domaine, mais qui devrait continuer à grossir assez vite, d’autant que nous avons une métrique très simple pour évaluer la qualité d’une simulation pour le cinéma : le retour du superviseur. Il me semble ainsi probable qu’à l’avenir nous dépendions moins des modèles préconçus, et que nous travaillions davantage en partant directement d’observations.

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Inria fête cette année ses 50 ans. Quels vont être les grands défis de l’informatique graphique pour les 50 prochaines années selon vous ?

Pour le moment, pour faire de la simulation en informatique graphique nous partons d’un modèle et nous essayons de le reproduire par ordinateur. Résultat, nous sommes limités non seulement par la capacité de calcul disponible, mais également par les hypothèses intrinsèques au modèle, et à la qualité des paramètres que nous lui fournissons. Depuis peu, une nouvelle approche se développe. Elle consiste à ne plus programmer le modèle nous-même, mais à le faire deviner directement par les machines - avec ses paramètres. C’est quelque chose qui balbutie encore dans notre domaine, mais qui devrait continuer à grossir assez vite, d’autant que nous avons une métrique très simple pour évaluer la qualité d’une simulation pour le cinéma : le retour du superviseur. Il me semble ainsi probable qu’à l’avenir nous dépendions moins des modèles préconçus, et que nous travaillions davantage en partant directement d’observations.

Mots-clés : Modélisation - Simulation - Bipop - Inria Rhône-Alpes

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