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Le photoréalisme à travers les yeux du FOX
06/04/2013 à 12:00
par sheen & lepolohuevo
Il y a quelques jours, Hideo Kojima et son équipe ont tenu une conférence sur le Fox Engine, le nouveau moteur graphique de Kojima Productions, à l’occasion de la Game Developers Conference 2013 de San Francisco. Un événement très attendu pour tous les fans de la saga Metal Gear. C’est précisément lors de cette conférence, que le nouveau trailer de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain a été dévoilé en grande pompe. Aujourd’hui, nous allons nous intéresser principalement à la seconde partie de cette conférence dédiée au Fox Engine, le cœur même de Metal Gear Solid V. Et vous allez le voir, pour illustrer leurs explications, les trois membres de Kojima Productions vont utiliser régulièrement des images issues de Ground Zeroes et de The Phantom Pain. Un personnage important va même être présenté ! Demandez le programme !
- Introduction : Joakim Mogren et Hideo Kojima - Trailer de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain - Gameplay de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain - Présentation des membres de Kojima Productions - Le photoréalisme à travers les yeux du FOX - La création des assets, par Hideki Sasaki - L'éclairage, les shaders et la caméra, par Masayuki Suzuki - Le moteur graphique, par Junji Tago - Red Fox : Kojima Productions Los Angeles - Images de la conférence - Vidéo intégrale de la conférence - Articles à ne pas manquer Introduction : Joakim Mogren et Hideo Kojima
La conférence a débutée par l’apparition humoristique de Joakim Mogren arborant un t-shirt « Moby Dick Studio ». Malgré les bandages qui ne laissaient passer qu’une bouche et une paire de yeux étranges, l’accent de Joakim révèle enfin l’identité de l’homme en question. Il s’agit, bien sûr, de Hideo Kojima ! Très vite, le papa de Snake lance les festivités avec la projection d’un tout nouveau trailer, celui de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain ! Trailer de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain
Gameplay de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain
« Did You Rike It ? » demande en souriant Hideo Kojima lorsque le trailer se termine sous les applaudissements du public. Enfin, il est temps pour lui de retirer son masque de Joakim Mogren. Libéré, Hideo Kojima explique que, comme l’a montré le trailer, Metal Gear Solid Ground Zeroes et The Phantom Pain constituent tous les deux Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. C’est un jeu open-world, même si le début de The Phantom Pain est, quant à lui, moins ouvert. Il s’agit en fait d’un tutorial pour assimiler les contrôles du jeu. Ce tutorial commence lorsque Snake se réveille après neuf ans dans le coma et qu’il est attaqué par des ennemis inconnus. Snake tente alors de s’échapper de l’hôpital. Hideo Kojima va précisément jouer le début de cette partie du jeu, en direct, sur PC. Présentations des membres de Kojima Productions
Avant de s’éclipser, Hideo Kojima présente les trois membres de Kojima Productions qui ont fait le voyage jusqu’à San Francisco pour dévoiler les capacités du Fox Engine. Trois noms largement mis en avant dans le trailer de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain, en plus de ceux de Hideo Kojima et Yoji Shinkawa. Hideki Sasaki est le CG Art Director de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. Il a rejoint Konami en 1996. Hideki Sasaki faisait partie de l’équipe chargée des environnements de Metal Gear Solid 1. Il a été ensuite promu comme Lead Character Artist pour Metal Gear Solid 2, Metal Gear Solid 3 et Metal Gear Solid 4. Son rôle consistait à créer les personnages populaires de la série. (NdSheen : Il a d'ailleurs donné son nom à personnage burlesque récurent dans la série : Johnny Sasaki. Car Hideki était réputé pour sa paresse). Actuellement, Hideki Sasaki supervise Metal Gear Solid V : The Phantom Pain en tant que CG Art Director. Masayuki Suzuki est Lighting Artist sur Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. Il a rejoint Konami en 2012 et il est en charge des lumières dans MGS V. Junji Tago est le Technical Director sur Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. Il a rejoint Konami en 2003. Junji Tago joua un rôle important dans le développement de Metal Gear Solid 4 en supervisant le moteur physique et le player program. Actuellement, il est en charge du développement du Fox Engine. Le photoréalisme à travers les yeux du FOX
Le Fox Engine est le nouveau moteur graphique de Kojima Productions et le cœur même de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. Le nom « Fox » a été choisi parce qu’il est une référence à l’environnement de travail de Kojima Productions et à son logo. Le Fox Engine a été créé en interne chez Kojima Productions. Il dispose notamment d’un éditeur de niveaux, d’un éditeur de cinématiques, de multiples effets spéciaux, user interface, son, motion et bien d’autres. Ce sont les outils qui servent aujourd’hui à Kojima Productions pour créer un jeu comme Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. Le contenu du Fox Engine est tellement riche que, malheureusement, le temps de la conférence ne permettra pas d’aborder tous les éléments du moteur graphique. Ainsi, l’accent a été mis sur l’aspect visuel du Fox Engine et la présentation d’un bref aperçu sur la façon dont Metal Gear Solid V est réalisé avec ce nouveau moteur. La création des assets, par Hideki Sasaki
La création des assets On commence avec la fameuse photo de la salle de conférence de Kojima Productions. Rappelez-vous, KojiPro avait présenté deux photos comparatives sur son site internet. Le but étant de trouver laquelle de ces deux photos était réalisée dans le Fox Engine. Dans ce cas-ci, la photo de gauche est l’originale. A droite, elle est donc le fruit du Fox Engine. En regardant plus attentivement, on peut distinguer la réalité de celle du Fox Engine grâce aux éléments dans la pièce. Mais lorsqu’on se focalise sur les effets de lumière, les images deviennent plus difficiles à distinguer. Le but de cet exercice n'était pas de faire de l’esbroufe pour Kojima Productions. En réalité, cette salle de conférence est une référence pour les développeurs afin de créer des espaces intérieurs. Pour arriver à un tel résultat, le linear rendering est très important. En fait, il s’agit de tenir compte du gamma du moniteur lors de la création des éléments. Le plus difficile dans cette étape est la création de diffuse maps qui vont donner les couleurs aux objets. Les problèmes des diffuse maps sont nombreux. L'artiste a tendance à ne pas s'inquiéter de l'exactitude d’un objet. Dès lors, il est important d’utiliser de vraies caméras comme instruments de mesures simplifiées. Et surtout, il est nécessaire de disposer d’un modèle de référence pour tester les effets de l'éclairage. Le modèle en question pour Kojima Productions est justement cette salle de conférence. L’image que l'on voit à présent n’est plus une simple photo du Fox Engine. Il s’agit de la salle de conférence générée par le Fox Engine en temps réel. Hideki Sasaki dissèque l’image générée par les différentes maps qui constitue la salle de conférence (Normal Map, Specular Map, Roughness Map et Diffuse Map). Les détails de la pièce sont réalisés à partir de véritables photos. L’avantage de cette technique, c’est qu’il n’y a pas besoin d’autant de détails et de shaders qu’auparavant. En fait, ces images ne sont pas créées par un artiste mais simulées en tenant compte de la réalité. Hideki Sasaki bouge la caméra à travers la pièce pour prouver que cette salle est bien le fruit du Fox Engine, et que tout cela tourne en temps réel. D’ailleurs, pour la petite histoire, lorsque des membres de Kojima Productions ont vu Hideki Sasaki travailler sur les différents plans de la salle de conférence, ils pensaient que c’était des images issues de caméras de surveillance qui étaient disposées un peu partout dans la pièce. Une nouvelle fois, Hideki Sasaki précise que cette pièce a pour fonction de servir de référence pour les shaders, les éléments et l’éclairage. Pour illustrer ses propos, Hideki Sasaki fait apparaître notre bon vieux Snake de Ground Zeroes. Un soldat de The Phantom Pain le rejoint bien vite. On notera par ailleurs la bombonne d’oxygène qu’il porte sur le dos. Serait-ce un indice de plus pour la scène de l’hôpital dans Metal Gear Solid V : The Phantom Pain ? Ensuite, surgit de nulle part, un enfant africain se tient au fond de la pièce (qui n'est pas sans rappeler celui des premières images du Fox Engine), suivi de l'apparition d'un meuble garni d’armes et d’un soldat de Ground Zeroes. Ce dernier est intéressant à observer car il est mouillé en raison de la pluie. Comme la pièce, l’étagère avec les armes sert de modèle à l’équipe. On peut notamment y voir celle qui semble appartenir à l’homme au visage brûlé. Dans le meuble, trois véhicules miniatures sont disposés sur une étagère inférieure. Ils sont tous visibles dans les trailers de Ground Zeroes et The Phantom Pain. Tous ces assets sont étonnamment réalistes ! La création de personnage Si la réalisation des décors se fait grâce à des photos, la création des personnages utilise le scanning 3D. Ce procédé technologique n’est pas nouveau dans l’industrie. Mais c’est la première fois que la série Metal Gear en bénéficie de la sorte. Le PhotoScan génère automatiquement un modèle 3D à partir de plusieurs photos. Ainsi, il peut produire des modèles en polygones, textures et caméra. Ce genre de technique n’est certes pas nouveau, mais sa technologie s'étant beaucoup améliorée, c’est la raison pour laquelle Kojima Productions en fait usage aujourd’hui. Pour les personnages principaux, Kojima Productions réalise une sculpture en argile, à partir de photos. Ensuite, les effets spéciaux tels que les rides, les cicatrices, le maquillage,… sont ajoutés selon l’histoire personnelle du personnage. Une fois achevée, la tête ainsi sculptée est scannée par ordinateur. Le personnage peut ensuite être directement implanté dans le jeu. Ici, le personnage qui sert d’exemple sur les photos est un personnage qui a plus de 100 ans dans le jeu ! La précision des détails est donc de mise. L'homme en charge de ces sculptures est loin d’être un amateur dans le domaine. Il s’agit de Kazuhiro Tsuji qui a notamment gagné le BAFTA Award pour le film « Le Grinch » et il fût nommé pour « La Planète des Singes ». Kazuhiro Tsuji a également été nommé aux Oscars pour « Click » et « Norbit ». En 2007, Kazuhiro Tsuji a ouvert sa propre boîte KTS Effects Inc à Los Angeles. Sa carrière filmographique lui a servi comme laboratoire pour développer des portraits de haute volée, que ce soit en peinture, en photo et en sculpture. On lui doit les modèles de Benjamin Button et de Looper ! Malheureusement, Kojima Productions ne peut montrer le modèle fini de l’homme centenaire parce qu’il est l’un des personnages principaux. En revanche, le modèle d’argile réalisé, juste avant que les effets spéciaux soient ajoutés, est présenté. Les « boîtes bleues » qui entourent le buste représentent les caméras qui ont capturé le modèle (toujours sans maquillage pour l’exemple). Ce nouveau modèle est créé par SoftImage (NDSheen : SoftImage avait déjà été utilisé pour modéliser les boss, comme Crying Wolf, dans Metal Gear Solid 4). Malgré la quantité énorme de caméras qui entoure notre personnage, il est possible d'obtenir un résultat équivalant avec un nombre inférieur. Les détails, comme les rides, sont fidèles au modèle l’original. Il n’y a aucune différence par rapport à la photo qui a servi de modèle. Après la réalisation d’un personnage, Hideki Saski explique la façon de créer des éléments de l’environnement tels qu’un caillou par exemple. Celui-ci est placé sur une platine et il a été photographié sous tous les angles possibles. L’avantage du Photo Scanning est la création des données de caméra. On peut ainsi placer ces données dans un programme 3D et modifier très simplement les textures. Dès lors, on peut peindre la texture directement sur le modèle et le rendre parfaitement identique à l’original ! Après la courte présentation d’un tronc d’arbre, Hideki Sasaki souligne que, grâce à cette technique, même les parties les plus fines comme celui d’un coquillage sont traitées et ce malgré la complicité de l'objet. La modélisation des vêtements L’outil utilisé par Kojima Productions pour la création des vêtements est « Marvelous Designer 2 ». Il s’agit d’un outil externe qui n’a pas été développé par KojiPro. Les vêtements font partie des éléments très difficiles à travailler. Les réaliser artisanalement donne un look « artificiel ». Kojima Productions travaillait ainsi par le passé. Mais aujourd’hui, ils utilisent ce programme qui donne de bien meilleurs résultats, comme le montre la dernière séquence du trailer de Metal Gear Solid V, dans laquelle Snake porte une veste en cuir des Diamond Dogs. Un probable futur goodie en vue ? Tous les détails des vêtements sont intégralement réalisés sous Marvelous Designer. Le logiciel applique simplement un motif par dessus un modèle (ici celui de Snake). Les vêtements peuvent être ensuite réajustés de multiples manières. Évidemment, le modèle de la veste n’est pas aussi complexe que la version définitive. En fait, le nombre de polygones augmente et est recalculé, lorsque le travail sur la veste est terminé. Il en est de même pour les gants et les lunettes de Snake. L'éclairage, les shaders et la caméra, par Masayuki Suzuki
C’est au tour de Masayuki Suzuki de prendre la parole pour expliquer le travail du Fox Engine sur l'éclairage, les shaders et la caméra. Metal Gear Solid V : The Phantom Pain utilise le Linear Workflow. Pour résumer, grâce à lui, les images sont mieux contrastées, le rendu de la lumière est mieux interprété et forcément d’avantage plus subtil. Cette technique demande une correction du gamma dans le processus afin que les lumières finales que nous voyons sur nos moniteurs ressemblent à la réalité. Sans Linear Workflow, les interprétations des effets de lumière sont biaisées. Pour créer des textures linéaires, les textures sont capturées à l'intérieur d’une salle de photographie. L’image est prise au format RAW, qui est un format qui contient toutes les données enregistrées par le capteur. Il est souvent assimilé à un négatif. La première étape consiste à photographier une carte grise avec 18% de réflectance (proportion de la lumière incidente réfléchie par la surface d'un modèle). C’est la carte que l’on a pu voir dans les mains d’une jolie demoiselle lors d’une séance de capture, il y a quelques mois. La seconde étape consiste à photographier la texture et à la traiter en utilisant les même réglage que l’étape précédente. Ensuite, pour la troisième étape, les valeurs sont ajustées afin que la valeur RGB de la carte grise soit égale à une luminosité de 18%. La quatrième et dernière étape consiste à appliquer les mêmes ajustements à la texture souhaitée. Ce processus permet ainsi d’obtenir une photographie avec une tonalité correcte. Vous suivez toujours ? Cependant, même si cette technique est efficace, il faut faire attention à plusieurs paramètres tels que :
Lorsqu’on observe un mur tel que celui de Kojima Productions, on remarque que les reflets lumineux dépendent de l’angle de vue. Plus le reflet est éloigné, plus le reflet de la lumière est important. C’est le type d’observation que Kojima Productions a reproduit dans le jeu, grâce à ce système. Par exemple, les reflet de la lampe verte de la sortie de secours sur les murs de l’hôpital de The Phantom Pain. Ainsi, les paramètres utilisés pour l’éclairage sont basés sur des paramètres réels (Flux lumineux pour la lumière artificielle et les flammes ; l’illuminance pour le ciel, le soleil ; la luminance pour les écrans, les autres sources de lumières autonomes ; et la température de la couleur). Les projecteurs (comme ceux du Camp Omega) se basent sur des paramètres réels. Donc plus l'angle de projection de la lumière sera étroit, plus puissante sera la lumière. Pour donner l’illusion que la lumière ambiante se reflète sur les murs, Kojima Productions créé des spots invisibles, parce qu’on n’arriverait pas au même résultat avec comme seule source la lumière du soleil. Ces spots invisibles s’adaptent évidemment en fonction des différentes heures de la journée. Pendant la nuit, la pollution lumineuse a également été reproduite. Dans la vidéo à la fin de ce chapitre, on peut voir une caméra filmer un fond noir (un carnet) et un fond blanc (une table). Contrairement à l'oeil humain, la caméra n’arrive pas à faire la différence d'exposition et elle interprète une image grise. Dès lors, elle ne peut pas distinguer si un objet est blanc par sa composition ou si de la lumière s’y reflète. Ainsi, les paramètres de la caméra dans le Fox Engine se basent sur la réalité :
Le moteur graphique, par Junji Tago
Le Fox Engine utilise le Deferred Rendering, qui est une approche alternative pour le rendu des scènes 3D, explique Junji Tago. En quelques mots, si un objet est affecté par 5 lumières, il sera rendu cinq fois, c'est-à-dire calculé 5 fois en y restituant sa projection 3D et ses effets d'éclairage ; d’ombres, de réflexions, etc. Kojima Productions utilise cette technique :
On l’a vu plus haut, avec le Fox Engine, Kojima Production s’intéresse à l'intensité de l'éclairage sur la surface des objets 3D. La translucidité de certains éléments a bénéficié d’un soin tout particulier. Des éléments tels que la peau, les cheveux, les vêtements, la végétation, etc. Certes, ce sont des détails mais Junji Tago insiste sur le fait que les personnages sont des éléments très importants dans Metal Gear Solid V. À titre d’exemple, on peut observer le résultat sur un visage d’un personnage inconnu ou encore sur les cheveux de l’enfant avec le masque à gaz et du cavalier, tout deux aperçus dans le trailer de Metal Gear Solid V : The Phantom Pain. On peut également observer différentes armes. En réalité, celles-ci ont le même modèle mais leur paramètres (translucidité, reflet,…) sont différents ce qui les différencie l’une de l’autre (brillante, matte, etc.). L’ajustement de ce genre d’information permet instantanément de modifier l’état et l’ambiance d’un décor, en passant du sec au mouillé par exemple. Kojima Productions accorde une attention particulière pour la lumière ambiante. Ainsi, des « light probes » (les sortes de petites sphères placé dans un décor) permettent d’ajuster un éclairage adéquat et réaliste selon la situation. Tout ceci permet notamment de créer un monde réaliste qui évolue selon l’heure de la journée, et selon la météo. À titre d’exemple, Kojima Productions présente une partie du trailer de Metal Gear Solid : Ground Zeroes sous un soleil radieux. Rien d'autre n'a été modifié que la lumière. Impressionnant ! Pour arriver à des résultats aussi réalistes, Kojima Productions a dû réaliser de multiples observations sur les objets et les situations de tous les jours. L’homme en charge des lumières dans Metal Gear Solid V : The Phantom Pain est Yoshiharu Nishayiama qui a notamment travaillé sur le court métrage « Tokyo ». Red Fox : Kojima Productions Los Angeles
A l’issue de la conférence, un nouveau studio Kojima Productions a été dévoilé, sous la bannière « Red Fox » avec à sa tête Tom Sekine. Ce nouveau studio s’installera à Los Angles, au Hercules Campus de Playa Vista. C’est la première fois que Kojima Productions s’installe ailleurs qu’à Tokyo. Actuellement, ce nouveau studio engage de nouveaux talents… mais pas auprès de Moby Dick Studio, précise avec humour Hideo Kojima revenu sur scène. Le papa de Snake souhaite que ce nouveau studio puisse travailler sur ses propres jeux, ce qui ne veut pas dire que les deux studios ne travailleront pas main dans la main. Aujourd’hui, jusqu'à ce que le studio de Los Angeles s'habitue au Fox Engine, les deux studios travailleront ensemble. Mais le but de Hideo Kojima est que ce studio soit autonome pour arriver à, pourquoi pas, une concurrence amicale entre les deux studios ! La conférence s’est terminée par une séance de questions/réponses axée principalement sur des détails forts techniques du Fox Engine, GDC oblige.
Images de la conférence de Kojima Productions
Vidéo intégrale de la conférence
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