Introduction
Rentrons directement dans le vif du sujet avec certes, un peu de théorie. Elle est importante pour comprendre la suite des évènements.
Et puis, que serait la pratique sans la théorie préalable ?
Le Bruit
L’infographie est un terme vaste qui regroupe énormément de compétences. On pense notamment à l’élaborations de logotypes, à la composition graphique, à la création de sites web ou encore de productions audiovisuelles.
Le domaine de la 3D, qui fait partie lui aussi du domaine infographique, est une matière dense qui évolue très vite. Il peut s’agir de dessins techniques et/ou industriels, de compositions graphiques ou encore d’animations. Qu’il s’agisse de motion design (« Motion Graphics » ou « MoGraph ») ou de réalisations pour le cinéma (effets spéciaux ou films d’animations 3D, par exemple).
Parmi toutes ces compétences abordant la 3D, un élément est désormais couramment utilisé pour diverses utilisations : le bruit.
Le bruit est relativement mal connu. Quand on l’évoque, on pense souvent à l’univers sonore. Lorsqu’on envisage le bruit visuel, on a alors tendance à penser au grain photographique. Dans le cadre de ce site, nous nous concentrons sur un autre type de bruit : le bruit de Perlin (et ses dérivés).
Objectifs
L’objectif ici est d’expliquer et démontrer les différents usages du bruit dans le monde de la 3D. En commençant par le « displacement », puis le « texturing » et enfin l’animation générée aléatoirement, en passant par la création de formes procédurales.
Si ces termes ne vous sont pas familiers, vous les comprendrez parfaitement en parcourant les différentes rubriques de ce site.
Théorie
À l’origine, le bruit de Perlin est une texture procédurale développée par Ken Perlin en 1985, alors qu’il travaillait sur les effets spéciaux du film « Tron ». C’est un bruit de gradient, à ne pas confondre avec le bruit de valeur.
Sans entrer dans des détails trop techniques et en adoptant un langage vulgarisé, un bruit de gradient est un algorithme d’homogénéisation de plusieurs dégradés (= gradients). Ces derniers sont définis par des vecteurs, c’est-à-dire une sorte de flèche qui indique une direction et une intensité.
Il y a trois étapes dans la création d’un bruit de gradient :
La première étape est la définition d’une grille à deux, trois, voire quatre dimensions. Prenons l’exemple d’une grille à deux dimensions. À chaque intersection des axes est attribué un vecteur de gradient aléatoire.
La seconde étape de l’algorithme est de calculer le produit scalaire (=produit des normes de 2 vecteurs par le cosinus de l'angle formé par ces deux vecteurs) de ces vecteurs.
Enfin, la dernière étape est l’interpolation entre les produits scalaires calculés aux nœuds des cellules de la grille.
Le bruit apparait alors concrètement.
Le bruit de Perlin génère une texture procédurale (c’est-à-dire définie par un algorithme) pseudo-aléatoire, dans le sens où elle fonctionne sur un système de « seed » (graine en français). Sans cette valeur, il ne peut pas y avoir de génération. Cette graine génère un signal qui est à l’origine du bruit. À valeur différente, génération du bruit différente et donc pattern différent.
Nous nous concentrerons ici sur les différents bruits que propose le logiciel Cinema 4D qui ne compte pas moins de 25 bruits différents et modulables. Ces bruits sont des dérivés du bruit de Perlin : leurs algorithmes varient mais ils fonctionnent selon le même principe.
