Voilà ce qui arrive quand on laisse les enfants trop rêver devant les dessins animés ou les bandes dessinées. Ils s’entichent des héros, se trouvent des modèles. Pour Markus Gross, c’était Géo Trouvetou. Une histoire à finir professeur d’informatique graphique à l’EPFZ, à la tête d’un des deux seuls laboratoires de recherche académique financés par Disney. Avec pour mission d’aider Mickey à se rapprocher du monde réel, sa gravité, sa lumière, ses fluides, ses trois dimensions et sa physique compliquée. Mais pourquoi M. Mouse a-t-il besoin d’aide? Et surtout, que veut-il aller faire dans la réalité?

Installé au premier étage d’une coquette maison zurichoise, Markus Gross raconte comment, au fil de sa carrière, il a noué des liens avec la plus grosse industrie du divertissement du monde. A côté de lui, une mappemonde du pays imaginaire, une pseudo-vieille horloge et, au mur, des esquisses de Peter Pan (des copies, les originaux sont jalousement gardés dans l’Animation research library, dont l’emplacement reste secret). Une décoratrice de Disney est venue de Los Angeles pour aménager tout le labo, avec un thème par pièce.

Secret industriel

«Pendant l’âge d’or de la compagnie, quand Walt Disney était encore en vie, Disney était à la pointe de la technologie, explique Markus Gross. Mais ces vingt dernières années, elle a préféré se concentrer sur la création de divertissement et acheter la technologie.» Cela a changé avec l’arrivée du nouveau CEO, Robert Iger, en 2005. «L’achat de Pixar a été le premier pas, poursuit l’informaticien. Pixar a été fondée par des ingénieurs, elle a toujours été high-tech.» Et en été 2008, Disney lançait deux laboratoires de recherche en collaboration avec l’Université de Carnegie Mellon, à Pittsburgh, et l’EPFZ.

Le but: profiter de l’expérience des institutions et de la perméabilité entre les différents domaines de recherche. Au laboratoire de Zurich, on fait aussi bien de la technologie vidéo ou sans fil, que de la robotique ou de l’intelligence artificielle. Sans oublier l’animation et les jeux. Mais savoir exactement sur quoi travaille l’équipe de Markus Gross s’avère compliqué. Mickey est aussi discret sur ses projets que Picsou sur le code de son coffre-fort. Secret industriel oblige, les chercheurs ne présentent que le travail qui est déjà terminé et publié.

Comme celui de Thomas Oskam, du Laboratoire d’informatique graphique de l’EPFZ. Il essaie d’améliorer la gestion de la «caméra», pour les jeux vidéo, notamment. C’est-à-dire le point de vue depuis lequel on suit l’action et les personnages. Plutôt que de sauter d’un endroit à l’autre, comme cela s’est beaucoup fait jusqu’à présent, il a mis au point un programme qui établit des trajectoires afin que la caméra se déplace lentement et harmonieusement, en évitant les objets qui pourraient obstruer le champ de vision.

Une armée d'ordinateurs

Wojciech Jarosz, fraîchement débarqué de Californie au Disney Lab, travaille lui sur la lumière. «J’essaie d’obtenir un rendu aussi précis et fidèle que possible de comment la lumière se comporte dans un environnement 3D.» Et ce n’est pas une mince affaire: il faut tenir compte de la lumière directe mais aussi de la lumière indirecte, réfléchie par toutes les surfaces présentes, de l’angle de réflexion, des propriétés de la surface, des couleurs, de la lumière dispersée par les molécules en suspension dans l’air… Et trouver une marge d’approximation qui donne un résultat assez réaliste sans être trop long à calculer, par les efforts conjoints d’une armée d’ordinateurs.

«Pour les animations, le calcul ne doit pas prendre plus d’une heure par image», explique le chercheur. Jusqu’ici, le travail des informaticiens a surtout consisté à adapter les modèles que les physiciens ont mis au point pour décrire le monde réel. Par exemple pour interpréter les images qui nous arrivent des lointaines galaxies. «Mais l’informatique graphique a évolué au point que nos algorithmes peuvent à leur tour être utilisés par les autres scientifiques pour modéliser la lumière», ajoute Wojciech Jarosz.

Importance des rides

En face de lui, Bernd Bickel cherche à rendre plus réalistes les expressions du visage des personnages animés en 3D. Il faut parvenir à recréer les mouvements mais aussi la réflexion de la lumière sur la peau ou la déformation des tissus. «On a réalisé que les rides étaient très importantes pour l’expressivité», souligne-t-il. En filmant le déplacement de points sur le visage d’un acteur, les chercheurs ont élaboré un modèle. Il déduit la forme et la profondeur des rides à partir des ombres qu’elles créent.

L’expressivité des personnages est un défi majeur de l’animation 3D. Dans ce domaine, elle souffre de la comparaison avec les dessins animés en deux dimensions. «Les artistes 2D sont capables de traduire énormément de choses en quelques coups de crayon, commente Markus Gross, alors qu’en 3D animée, les visages humains sont très longs et laborieux à modéliser.» De manière générale, il est à ses yeux essentiel que tout ce qui est développé au laboratoire puisse être si besoin repris en main par les dessinateurs. Pour que, quand la science atteint ses limites, ils puissent la retoucher au pinceau.