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Bien qu'elle ait fait des progrès énormes au cours de la dernière décennie, l'animation 3D de personnages humains est encore confrontée à quelques obstacles pour parvenir à un rendu photoréaliste parfait. Parmi ceux-ci, la reproduction de l'œilœil est un défi technique majeur. Mais Disney Research a élaboré un procédé de capture numérique qui promet une avancée décisive dans ce domaine.
Une équipe du centre de recherche et développement de Zurich (Suisse), a mis au point une technique basée sur des appareils photo et un éclairage varié qui peut numériser la forme et la texturetexture de la sclère, la forme et la réfractionréfraction de la cornée, la forme et la coloration de l'irisiris ainsi que la déformation de la pupille sous l'effet de l'intensité lumineuse. « Bien que l'œil humain soit l'un des éléments centraux de l'aspect individuel, notre communauté (les professionnels de l'animation numérique, NDLRNDLR) a jusqu'à présent approché sa forme à l'aide de simplifications grossières. », affirme l'équipe de Disney Research en préambule de son article intitulé High-Quality capture of eyes. Ce nouveau système de capture peut reconstruire toutes les parties visibles de l'œil en les traitant séparément tout en tenant compte de leurs interdépendances. Le résultat offre un niveau de détail inédit.
Voici un œil de synthèse reconstruit à partir d’un modèle humain grâce au système de capture développé par Disney Research. On peut constater le niveau de réalisme et de détails qui sont effectivement très impressionnants. © Disney Research
La contraction de l’iris fidèlement reproduite
Pour réaliser cette numérisation, la personne s'allonge sur le dosdos et place la tête dans un appui-tête sous un appareillage spécialement élaboré. Le système de capture se compose de six appareils photo numériques Canon 650D avec la sensibilité ISO à 100 et un objectif macro 100 mm ouvert à f11. L'éclairage repose sur un système de flashflash classique et de neuf LedLed rouges, verts et bleus qui sont disposés et contrôlés de manière à éviter les reflets indésirables. La dilatationdilatation de la pupille est provoquée par un Led à intensité modulable qui est positionné, non pas au-dessus de l'œil qui doit être numérisé, mais sur l'autre. Étant donné que la dilatation des pupilles des deux yeux est liée, cela permet de contrôler l'effet indirectement, sans interférer avec l'œil concerné par la capture numérique. L'opération se fait en deux étapes. Durant la première, le sujet doit prendre onze poses différentes avec ses yeux afin qu'ils soient saisis sous tous les angles possibles.
La seconde étape consiste à prendre une dizaine de clichés de la dilatation progressive de la pupille. La numérisation débute par la sclère, suivi de la cornée et enfin de l'iris. L'opération dure au total une vingtaine de minutes. L'algorithme de traitement d'images développé par Disney Research prend en compte les propriétés réflexives différentes de chaque élément de l'œil humain. Le rendu final est obtenu en combinant les images numérisées et de la synthèse de texture. Encore plus impressionnant, le système est capable d'animer l'iris en reproduisant sa dilatation lorsqu'elle réagit à la lumièrelumière. Cette technique de reconstruction va contribuer à réduire de façon très significative le temps passé à reproduire les yeux des personnages principaux dans les films d'animation. Et les chercheurs de Disney Research disent vouloir encore améliorer le procédé afin de pouvoir saisir d'autres mouvementsmouvements de l'œil tels que l'hippus ou les saccades.
