Encarta

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Image de synthèse, image produite par un ordinateur, soit directement, soit par manipulation d’une
image générée au préalable par tout autre moyen.
Caractéristiques
Une image de synthèse est constituée de pixels (contraction de l’anglais picture elements), unités
d’information lumineuse composant la surface de l’image sur un moniteur (voir Cathodique, tube).
La définition d’une image dépend du nombre de pixels et du nombre de couleurs que l’écran peut
afficher. La plupart des écrans d’ordinateurs de bureau peuvent afficher environ 800×600 pixels
en 256 couleurs (couleurs 8 bits); une image dite «de qualité photo» doit pouvoir présenter
plus de 65 000 couleurs (couleurs 16 bits) ou, mieux encore, des millions de couleurs différentes
(couleurs 24 bits).
Il existe deux grandes classes de logiciels permettant de créer des images de synthèse directement
sur ordinateur : les «programmes de dessin», qui donnent lieu à des images 2D (à deux
dimensions); et les logiciels 3D. Les images 3D impliquent une modélisation en trois dimensions
de tous les éléments qui la composent.
Par rapport aux techniques de production d’images sur support matériel — quel qu’il soit —, les
images de synthèse présentent l’avantage indéniable de pouvoir être retravaillées à volonté, sans
que cela apparaisse sur l’œuvre finalisée.
Programmes de dessin
Dans les programmes de dessin, l’utilisateur dispose d’instruments qui lui permettent
essentiellement de tracer des lignes et d’effectuer des aplats. Les lignes peuvent être dessinées au
moyen de la souris, d’un crayon optique ou d’un stylet ultraléger sans fil déplacé sur une tablette
graphique supportant des pressions variables. Selon l’instrument choisi, elles seront fines ou
épaisses, ou encore d’un rendu approchant celui d’une brosse ou d’un Aérographe. Les aplats
seront parfaitement homogènes et couvriront la totalité de la surface sélectionnée. Celle-ci devra
donc être cernée; à défaut, la totalité du dessin sera recouverte par la couleur choisie. Les
programmes de dessin les plus perfectionnés offrent à l’utilisateur des moyens simulant les
techniques du dessin et de la peinture traditionnelles. Il est possible, notamment grâce à l’interface
de la tablette graphique, d’afficher une palette de couleurs à l’écran et d’en mélanger plusieurs au
moyen d’un pinceau virtuel, de changer l’épaisseur du trait de crayon ou de pinceau par un simple
clic sur la largeur désirée, de tracer n’importe quelle forme, comme si l’écran était une feuille de
papier. Il est aussi possible de «gommer» une partie de l’œuvre, ou d’éliminer uniquement un
trait qui ne convient pas. De plus, il est possible d’introduire dans la composition des formes
géométriques en spécifiant leurs cotes exactes, ainsi que leur emplacement, sans avoir à les
dessiner. Néanmoins, l’usage d’un programme de dessin requiert des compétences artistiques
réelles, équivalentes à celles mises en jeu lors de créations sur support papier car, même si l’image
peut être reprise et corrigée indéfiniment, le résultat sera toujours en relation avec la maîtrise de la
technique de dessin et de la composition des formes et des couleurs de l’utilisateur.
De nombreuses images d’arrière-plan utilisées dans les jeux sur ordinateur sont créées par des
artistes se servant de programmes de dessin.
L’image d’une maison, par exemple, effectuée avec un programme de dessin, présente une vue
fixe. Afin de voir un autre partie de la maison, il faut réaliser un nouveau dessin.
Images 3D
Avec les logiciels 3D, l’approche est généralement très différente, car l’utilisateur doit, au préalable,
imaginer un espace, ainsi que des volumes, des objets ou des personnages en trois dimensions. Il
peut faire appel à des logiciels 2D afin d’accomplir certaines tâches, mais il procède généralement
comme le ferait un architecte ou un constructeur. L’espace, les volumes, les objets ou les
personnages sont donc définis grâce à des coordonnées précises. D’ailleurs, les études
d’architecture utilisent de plus en plus souvent des logiciels adaptés, qui permettent une
modélisation des projets d’édifices en perspective, montre leur intégration dans le paysage, le
déplacement du Soleil et, par conséquent, des ombres portées, avec le déplacement de l’angle de
vue en temps réel. En général, les logiciels utilisés par les architectes ne sont pas très complexes
quant au traitement des couleurs, des textures, des ombres, des reflets et des zones illuminées.
Pour obtenir un certain degré de complexité, il est nécessaire de disposer de stations de travail
extrêmement puissantes, qui soient en mesure de recalculer l’image dans les détails en temps réel
lors des modifications des angles de vue.
En revanche, d’autres logiciels 3D plus puissants et plus complets sont très utiles afin de réaliser
des films d’animation. (Voir Infographie.)
Bien que l’infographie ne se soit généralisée que depuis le début des années quatre-vingt, les
progrès accomplis récemment ont été très rapides. Avant 1983, la création par ordinateur d’images
d’objets tridimensionnels était généralement réduite à des représentations d’images «fil de fer»
monochromes. La composition des scènes animées les plus simples prenait des heures, voire des
jours de temps de calcul. Aujourd’hui, même les ordinateurs de bureau sont capables de calculer et
d’animer des scènes relativement complexes presque instantanément, ce qui rend possibles les
jeux et les simulations en temps réel.
Réalisation
En France, le Médialab, filiale de Canal +, travaille depuis plusieurs années sur la réalisation de
films en image de synthèse et en temps réel. La présentatrice virtuelle Cléo est entièrement réalisée
en image de synthèse. Cléo a été entièrement modélisée, d’abord en image «fil de fer», ensuite
habillée de textures différentes (la peau, les yeux, les lèvres, les cheveux, les vêtements). Un
comédien, le corps bardé de câbles reliés à des capteurs de position, effectue les gestes qui
animent Cléo comme s’il s’agissait d’une marionnette; quant aux expressions du visage (les yeux,
les lèvres, les joues, le front), une panoplie a été modélisée au préalable, et leurs combinaisons
donnent lieu à la mimique expressive de Cléo. De nombreuses fictions avec des «acteurs
virtuels» ont déjà été réalisées par ces procédés, et des acteurs réels ont prêté leur visage et leur
corps pour leur modélisation. Néanmoins, encore aujourd’hui, les capacités de calcul requises sont
très importantes et les investissements en matériel considérables comparativement à la qualité du
rendu. La richesse de nuances dans les expressions des acteurs réels est telle que,
comparativement, les acteurs virtuels semblent toujours manquer de subtilité.
De nombreux artistes en France et dans le monde utilisent ces nouvelles possibilités de production
d’images pour réaliser leurs œuvres. Citons les travaux de Maurice Benayoun en France (Tunnel
sous l’Atlantique, Centre national d’art et de culture Georges-Pompidou, musée d’Art moderne de
Montréal), les recherches sur l’image 3D qui se déroulent dans les laboratoires de l’Institut national
de l’audiovisuel (INA), organisateur du festival Imagina à Monaco (l’un des plus importants rendezvous de l’image de synthèse dans le monde, avec le Siggraph aux États-Unis). Ces diverses
recherches permettent de marier de façon cohérente des images réelles avec des images
virtuelles : le fameux ZKM, en Allemagne, ou encore l’atelier d’ART 3 000 et le CICV, en France.
Le lancer de rayon
L’infographie permet de produire rapidement des images qu’il est souvent impossible de distinguer
des images issues de prises de vues photographiques, cinématographiques ou vidéographiques. La
technique la plus avancée pour un rendu correct est appelée «lancer de rayon» (ray tracing).
On imagine qu’un rayon lumineux passe tour à tour à travers chaque pixel de l’écran et la scène à
dépeindre. Lorsque le rayon atteint un objet opaque à surface mate dans la scène, il est arrêté, et
l’ordinateur donne au pixel correspondant la même couleur que cette partie de l’objet. Si, en
revanche, le rayon aboutit à un objet brillant, l’ordinateur note ce fait et étudie la réflexion du rayon
par l’objet d’après les lois de la physique. S’il rencontre une source de lumière, le pixel reçoit la
même couleur que cette source, mélangée à la couleur propre de l’objet réfléchissant. Si, en
revanche, le rayon aboutit à une zone obscure, le pixel apparaît comme étant dans l’ombre. Ce
processus est répété pour chaque pixel de l’écran de sorte que, s’il existe de nombreux objets
brillants dans la scène, il est nécessaire de tracer le chemin de millions de rayons pour déterminer
la contribution de chacun à l’image finale. 1
1"Image de synthèse", Encyclopédie Microsoft® Encarta® 99. © 1993-1998 Microsoft
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