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La semaine de Jean-François Prevéraud

Industrie et Technologies
Une fois n’est pas coutume, je voudrais cette semaine donner un coup de chapeau à une jeune start-up française, VSP-Technology, spécialisée dans l’édition de logiciels pour la simulation d’éclairage et la vi

Elle a été créée il y a un an par François Cuny et Philippe Dieudonné, deux chercheurs qui travaillaient depuis 10 ans sur les algorithmes mathématiques utilisables dans le domaine de la visualisation, au sein de l’un des laboratoires de l’Inria à Nancy. La start-up compte maintenant 10 personnes. Et elle a reçu un financement initial de 1,2 M€ voici quelques mois en provenance de I-Source Gestion et de l’Institut Lorrain de Participation.

La technologie qu’ils ont mise au point repose sur une modélisation mathématique novatrice des concepts de propagation d’énergie propre à la physique de la lumière pour l’éclairage des surfaces paramétriques, notamment par la radiosité.

Outre le rendu réaliste de haut niveau, cette formulation mathématique permet d’obtenir un calcul de l’illumination globale très rapide et de disposer d’une interactivité avec le modèle 3D.

'Il existe de nombreuses technologies d’éclairage de modèles 3D, comme notamment le lancer de rayons (ray-tracing), mais elles ne permettent que la création d’images, certes de très bonne qualité, mais figées. Notre technologie tout en atteignant le même niveau de qualité, offre en plus la possibilité de se déplacer interactivement dans le modèle 3D', précise Philippe Dieudonné.

De fait, une scène très complexe, qui pouvait demander plusieurs jours de calcul avec les méthodes traditionnelles, est traitée en quelques heures. Pour cela le logiciel de simulation détermine très rapidement - à l’aide d’un coup de flash - les zones frontières entre les différentes densités d’éclairement (éclairage direct, ombres nettes, ombres diffuses…) puis, dans un second temps, affine le traitement des frontières exactes entre ces zones. De plus, l’utilisateur expérimenté peut regrouper des surfaces, afin de simplifier le modèle (sans en modifier la géométrie) en associant les surfaces proches et de même type. Cela permet d’optimiser les temps de calcul de la simulation d’éclairage et d’accélérer l’affichage.

Autre fonctionnalité intéressante, le retournement des surfaces qui permet à l’opérateur de définir l’orientation des surfaces de façon à ce que la lumière générée soit réfléchie dans le bon sens et ré-éclaire correctement les surfaces environnantes.

Afin de pouvoir garder l’interactivité, le résultat de ce calcul exact est stocké sous forme d’une texture d’éclairage que l’on vient plaquer sur le modèle géométrique initial, plutôt que de décomposer celui-ci en une multitude de volumes élémentaires ayant chacun leur propre valeur d’éclairement. Cela permet de garder une taille de modèle similaire à celle du modèle initial et donc d’offrir l’interactivité.

Cette technologie novatrice va être mise sur le marché en ce début d’année sous la forme d’une suite logicielles baptisée Candela. Celle-ci comporte quatre modules :

  • Cande-Sim, le moteur de simulation permet de définir et de positionner les lampes dans le modèle, puis de réaliser le calcul d’illumination globale.
  • Cande-Norm est le module de retournement des surfaces.
  • Cande-Texel automatise et optimise le plaquage des textures d’éclairage, tout en respectant la cohérence topologique du modèle.
  • Cande-View est l’outil de visualisation en temps réel. Ce dernier module est utilisable indifféremment sur une station de travail ou dans une salle de réalité virtuelle.

La suite Candela a été développée dès l’origine pour fonctionner sur des plates-formes mono ou multiprocesseurs avec une progression de la vitesse de calcul quasiment linéaire jusqu’à 64 processeurs. Elle est disponible pour plate-forme SGI sous Irix ou Linux. Il faudra compter environ 50 k€ pour une licence complète.

L’intérêt d’un tel outil dans le cadre du cycle de développement de produit est indéniable, car il permet, à partir d’un modèle issu d’un logiciel de CAO ou de design, de visualiser de manière rapide et très réaliste de gros volumes de données, puis de pouvoir les manipuler ou s’y déplacer de manière interactive en temps réel. Cela entre tout à fait dans la démarche de création de prototypes virtuels les plus proches possibles de la réalité. Les exemples qui nous ont été montrés, comme par exemple celui de l’intérieur d’une Renault VelSatis ou d’une salle de contrôle développée pour Alstom, étaient éloquents.

De fait les marchés visés par les dirigeants de VSP-Technology sont, dans un premier temps, l’automobile, l’aéronautique, le ferroviaire et le maritime, puis dans un second temps, l’architecture et la prospection pétrolière.

Les algorithmes que nous avons développés sont pour le moment bridés par la technologie du matériel. Les performances actuelles des cartes graphiques nous conduisent à limiter la taille des modèles géométriques à environ 400 000 polygones, si l’on veut pouvoir continuer à parler de temps réel. Nous pensons que d’ici 2 ans les évolutions de la technologie permettront d’accepter des modèles plus conséquents et d’offrir en plus la possibilité de déplacer les sources lumineuses et d’en modifier les caractéristiques (nombre, nature, puissance…), voire de changer fondamentalement la nature et la texture des matériaux des objets de la scène. Le tout en temps réel bien entendu ', conclu Philippe Dieudonné.

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus 
- Voir le site de l'entreprise à  http://www.vsp-tech.com/index_fr.html

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies, suit depuis bientôt 22 ans l’informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM…). Il était jusqu’à une date récente rédacteur en chef de la lettre bimensuelle Systèmes d’Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire.

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