Le nouveau Pixar n’aurait sûrement jamais vu le jour sans une technologie née en Suisse

«Elementaire», le nouveau film d'animation des studios Pixar, vient de débarquer en salles. Sans une technologie née en Suisse, ce long-métrage coproduit par Walt Disney Pictures n'aurait pas pu voir le jour. Les effets de feu en mouvement associé au personnage principal Flam (Ember en V.O.) a en effet constitué un important challenge technique, rendu possible grâce à des recherches menées à l’EPFZ.   

«Notre technologie donne un style unique aux flammes et constitue ainsi un outil pour les artistes afin de soutenir visuellement une histoire», explique dans un article de l’EPFZ Barbara Solenthaler, professeure d'infographie et directrice du groupe de simulation et d'animation. C'est sous sa direction que la nouvelle technologie a été développée en 2019/2020 au Computer Graphics Lab de l'EPFZ. Un article de Wired rapporte que les équipes de spécialistes en effets visuels de chez Pixar avaient jusque-là tenté en vain d’animer le personnage de flammes de façon satisfaisante. La lecture d’un papier de recherche des équipes du Computer Graphics Lab leur a redonné espoir. 

L’article «Transport-Based Neural Style Transfer for Smoke Simulations» (Proceedings of ACM SIGGRAPH Asia, 2019) décrit le premier algorithme de transfert de style neuronal basé sur le transport (TNST) pour les données volumétriques de fumée. Dans l'extrait de l'article en question, les chercheurs de l’EPFZ poursuivent en précisant que leur approche «basée sur le transport permet de contrôler directement la divergence du champ de vitesse de la stylisation en optimisant les potentiels incompressibles et irrotationnels qui transportent la fumée vers la stylisation». Dans un autre papier scientifique publié en 2020, les chercheurs du Computer Graphics Lab ont montré comment leur algorithme s’appliquait aussi à la stylisation de fluides.

Les GPU de tous les employés de Pixar exploités 

Les créateurs d’«Elementaire» ont compris que ce type d‘intelligence artificielle, spécialisée dans le déplacement de voxels (pixels 3D), pourrait les aider à «maîtriser [leur] problème de flamme», selon les termes de Wired. Encore fallait-il disposer de suffisamment de ressources de calcul. En l'occurrence, des processeurs graphiques à même de traiter les 1600 plans du film, précise l'article de Wired. «Les exigences n'ont cessé de croître et [...] nous avons fini par déployer le système en exploitant les GPU dont tous les employés de Pixar disposent sur leurs ordinateurs. Nous avons trouvé un moyen de virtualiser le GPU et d'en utiliser la moitié pendant la nuit, ce qui a fait passer le temps de rendu d'une image d'environ cinq minutes à une seconde», explique Paul Kanyuk, superviseur technique chez Pixar. 

Transfert technologique 

«La technologie est née à l'ETH et son code est disponible en open source. Nous avons ensuite transféré la technologie dans les pipelines des Disney Animation Studios et du Pixar Animation Studio avec l'aide des Disney Research Studios de Zurich», précise Barbara Solenthaler. Les chercheurs de l'EPFZ n'ont donc pas été impliqués dans l'élaboration finale des effets de ce film en particulier. Mais en ayant permis la concrétisation de cette ambitieuse production, on est prêt à parier que la technologie de l'EPFZ va inspirer de nombreuses autres œuvres d'animation au cours des prochaines années.