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45 ans après, NVidia prouve qu'Armstrong et Aldrin sont bien allés sur la Lune

Jean-François Preveraud

Mis à jour le 25/09/2014 à 10h17

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45 ans après, NVidia prouve qu'Armstrong et Aldrin sont bien allés sur la Lune

Valider les conditions d'éclairage

© DR

Une équipe de NVidia a utilisé la nouvelle architecture Maxwell de ses GPU pour simuler les conditions d’éclairage des photos prises sur la Lune. Elle a ainsi pu valider qu’elles ont bien été prises sur la Lune et non en studio comme certains l’avaient affirmé à l’époque.

Dimanche 20 juillet 1969 à 20h17 (UTC) le module lunaire Eagle de la mission Apollo 11 se pose à la surface de la Lune, dans la Mer de la Tranquillité. Mais il faudra attendre le lundi 21 juillet à 2h56 (UTC) pour que Neil Armstrong pose le pied sur l’astre sélène et 15 minutes supplémentaires pour qu’il photographie son coéquipier Buzz Aldrin descendant l’échelle du LEM.

Au-delà de l’admiration générale de l’exploit, ‘‘on a marché sur la Lune’’, certains vont crier au complot. Nous sommes en pleine guerre froide et la Lune est un enjeu fort entre les Etats-Unis et l’URSS. Pour ces derniers, les Américains ne seraient jamais allés sur la Lune et les images auraient été tournées en studio, sur Terre. Pour remettre en cause la véracité de la mission, ils se basent sur la qualité de l’éclairage de certaines des 339 images prises sur le sol lunaire.

C’est pour battre en brèche cette théorie fumeuse qu’une équipe de NVidia, sous la direction de Mark Daly, a utilisé un cluster utilisant sa nouvelle architecture GPU Maxwell pour reconstruire numériquement l'une des images emblématiques de l'atterrissage : la photo faites par Neil Armstrong de Buzz Aldrin descendant l'échelle du module lunaire.

Des technologies venues du monde des jeux

Selon certains, cette photo de très bonne qualité, montrant un Aldrin très lumineux devant la forme sombre du module lunaire, puisqu’il cache le soleil, est un faux : « Il a forcément fallu faire appel à une source lumineuse auxiliaire pour éclairer correctement l’astronaute. C’est donc une photo faite en studio ». Pour démontrer le contraire, l’équipe de NVidia a reconstruit la scène de l'alunissage à l’aide de l'Unreal Engine 4, un moteur de jeu développé par Epic Games. Ils ont simulé la façon dont les rayons du soleil, venant de derrière l'atterrisseur, rebondissent sur la surface de la lune, et sur le costume d'Armstrong, afin de se concentrer sur Aldrin à sa descente de l'atterrisseur.

Cette démonstration met en lumière - c’est le cas de le dire -, l’une des technologies clés de Maxwell : le Voxel-Based Global Illumination (VXGI). Elle permet une meilleure représentation de la façon dont la lumière rebondit d'un objet à un autre en temps réel. Pour ce faire, VXGI découpe la géométrie d'une scène en plusieurs milliers de petites boîtes appelées «voxels», ou pixels 3D. Chacun des six côtés de chacune de ces boîtes est analysé pour déterminer son opacité (son degré de transparence) ainsi que son émittance (comment et de quelle couleur reflète-t-elle la lumière d'autres objets dans la scène).

                                       Décomposer la scème en milliers de voxels
                                       pour analyser toutes les lumières réfléchies

Les ingénieurs ont ainsi reconstruit la façon dont la lumière se déplace autour du site d'alunissage d'Apollo 11. Les voxels permettent de saisir tous les rebonds de lumière d'un objet à un autre. C’est ce qui est utilisé dans les jeux vidéo haut de gamme : si un projectile explose un mur ou si un personnage se déplace devant une source de lumière, l'éclairage dans la scène va changer en temps réel. C'est un énorme progrès vers le réalisme. Mais ce genre d'environnement avec un éclairage dynamique nécessite des calculs intensifs. L’architecture Maxwell trouve ici tout son intérêt, car elle accélère la création de voxels grâce à une technologie appelée Multi-Projection, qui permet au GPU Maxwell de calculer la géométrie une seule fois pour chacun des six côtés d'une boîte.

Pour recréer l'alunissage, l'équipe a recueilli tous les détails qu'elle pouvait. Elle a étudié les rivets sur l'atterrisseur lunaire, a identifié les caractéristiques de la poussière de la surface lunaire, mesuré la réflectivité des matériaux utilisés dans l'espace pour les combinaisons des astronautes. Au cours de cette recherche, elle a même découvert un indice important. Un clip vidéo montrait Aldrin descendant l'échelle avec une tache lumineuse qui semblait se déplacer à chaque fois que la caméra bougeait. Grâce à la simulation, les ingénieurs ont pu montrer que c’était la lumière réfléchie par la combinaison spatiale blanche d’Armstrong qui illuminait Aldrin au moment précis ou Armstrong a pris sa photo. La théorie du complot s’effondre !

Jean-François Prevéraud

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