Infographie 3D - Définition
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Introduction
La synthèse d'image 3D souvent abrégée 3D (3D pour Trois Dimensions : x,y,z, les trois axes qui constituent le repère orthonormé de la géométrie dans l'espace) est un ensemble de techniques notamment issues de la CAO qui permet la représentation d'objets en perspective sur un moniteur d'ordinateur. Elle est actuellement très utilisée en art numérique dans l'industrie du film, initiée par les studios Pixar et ILM et, depuis 1994, dans beaucoup de jeux vidéo.
Histoire
La dénomination images 3D est le nouveau nom donné à ce qu'on appelait dessin ou peinture en perspective depuis la Renaissance.
Voici un exemple de vue perspective réalisée par Piero della Francesca en 1475. Certains peintres s'aident du perspectographe, première machine à dessiner en 3D, pour leurs compositions picturales.
La différence est que, avant l'apparition des ordinateurs, la perspective était obtenue par des méthodes graphiques dérivées directement de la géométrie projective. Actuellement, les dessins sont calculés numériquement en partant des données numériques tridimensionnelles. Ceci permet de changer facilement le centre de projection et ses différents paramètres. En particulier, on peut calculer des séries de projections en déplaçant le point de projection et réaliser ainsi des animations.
Les images de synthèse informatiques actuelles reposent sur les mêmes principes de projection sur un plan et sont indissociables de l'histoire de l'informatique. Les images de synthèse ont débuté au début des années 1950, aux États-Unis, et étaient réservées à la recherche, notamment universitaire. On construisit un système composé d'un tube cathodique et d'un crayon optique, d'après une idée de Ivan Sutherland, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), pour le contrôle aérien de l'armée de l'air, puis en 1961 on ajouta sur l'écran une croix pour indiquer la position du crayon optique. On pratiquait alors de l'image 2D, puis de l'image 3D, plus coûteuse en temps de calcul et financièrement.
Puis les universités se servirent également des images 3D, et en 1967, l'université de l'Utah se spécialisa dans ce domaine, en particulier les professeurs David C. Evans et Ivan Sutherland, qui essayèrent de modéliser divers objets tels que la voiture d’Ivan Sutherland, et qui fonderont en 1968 la société Evans & Sutherland. Puis en 1970, Xerox créé le PARC (Palo Alto Research Center), qui travaillera très librement, car sans objectifs commerciaux ; il en émanera de nombreuses découvertes que Xerox ne saura pas exploiter. En 1975 fut créée une des plus célèbres images de l'infographie, la théière, devenue depuis un objet classique de test pour les applications 3D. La théière qui a servi de modèle repose maintenant au Boston Computer Museum, près d'un ordinateur qui reproduit son image en trois dimensions.
Jusqu'aux années 1980, peu de personnes abordaient ce domaine en raison des coûts du matériel. Mais l'apparition des ordinateurs personnels, tels le Xerox Star, l'IBM-PC en 1981, et l'Apple Macintosh en 1984, ont démocratisé l'utilisation de la 3D pour l'étude, la production… L'évolution de la technologie aboutit à de superbes simulations de navettes ou fusées par la NASA, ou de paysages et de visages.
Mais c'est à partir des années 1990 que l'image de synthèse et la 3D se démocratisèrent et se développèrent de façon importante, avec notamment l'arrivée de matériels plus puissants permettant le temps réel, comme des cartes 3D chez Silicon Graphics sur des stations de travail haut de gamme puis plus tard dans les ordinateurs grand public PC avec des cartes 3D comme la 3DFX ou dans les consoles de jeux comme la PlayStation, la Dreamcast. Depuis, l'accélération 3D est partie intégrante des matériels informatiques.
