Interview : Neurosystems

Substance 3D s’appuie sur deux outils développés en interne par NeuroSystems : le moteur de rendu P.U.R.E. ( Physically-based Unbiased Rendering Engine) et F.I.R.E. (Fractal Imagery Rendering Engine ), un moteur de rendu d’imagerie fractale. Commençons par nous intéresser à F.I.R.E. : depuis quand travaillez-vous sur ce moteur ? Quelles sont ses spécificités par rapport à ce que peuvent proposer les logiciels de fractales concurrents ?

Petite précision avant tout, F.I.R.E ne fait pas partie de SUBSTANCE 3D. Il s’agit d’un moteur indépendant qui a été développé après P.U.R.E à partir du milieu de l’année 2009 et qui a pour but premier de créer une forme d’art contemporain basé sur de l’imagerie fractale photoréaliste. Une grande partie de ces œuvres est visible sur la galerie en ligne Chaotic Artworks mais également dans certaines galeries de la région parisienne.
Les algorithmes qui constituent F.I.R.E sont donc plutôt réservés à de la production, il n’y a là aucune finalité pour en faire un logiciel destiné à être distribué à la vente. Il a la capacité de modéliser en 3D et photographier une infinité de purs objets fractals en nous les présentant sous une forme unique. Il intègre diverses formes d’algorithmes, tels que Fractal Flame, NebulaBrot, Buddhabrot, Mandelbulb, Mandelbox, Hybride, IFS, etc. Chaque point intersecté à la surface de la forme fractale 3D est alors soumis à une adaptation des algorithmes de shading et d’illumination globale de P.U.R.E pour en produire l’image de synthèse.

En ce qui concerne P.U.R.E., vous indiquez sur votre site qu’il gère de nombreuses techniques de rendu réaliste : Photon Mapping, Irradiance Cache, Final Gather, Path Tracing, Bidirectional Path Tracing, Energy Redistribution Path-Tracing, Metropolis Light Transport…
Pourquoi gérer tant de méthodes ? S’agit-il d’une volonté d’optimiser le rendu au cas par cas ? Qu’en est-il lorsque l’on utilise P.U.R.E. au sein de SUBSTANCE 3D ?

P.U.R.E est un aboutissement en terme de rendu photoréaliste. C’est la raison pour laquelle il intègre autant d’algorithmes. L’intégration de P.U.R.E dans SUBSTANCE 3D s’est faite de manière plus sélective et ciblée pour ne pas rendre le rendu trop technique ou pour éviter de devoir manipuler trop de paramètres liés à chaque algorithme pour obtenir une image de qualité. En d’autres termes, il ne fallait pas perdre de vue qu’à travers SUBSTANCE, l’artiste devait être en mesure de faire rapidement et facilement une « photographie » de la structure qu’il a obtenue. Une grande partie des paramètres de P.U.R.E devaient donc être gérés automatiquement sans aucune intervention humaine.

Nous pensons y être parvenus, car, en effet, nous avons pu minimiser le nombre de paramètres nécessaires pour aboutir à chaque fois à une image réussie.

P.U.R.E. gère aussi le rendu avec un modèle de caméra physique (focale, ouverture), il peut faire du rendu vers des formats HDR, il dispose d’un système de simulation du ciel de jour/nuit, calcule le rendu de façon spectrale… Bref, on en vient à se dire qu’une version standalone serait intéressante ! Envisagez-vous, que ce soit à court ou long terme, de distribuer le moteur de façon indépendante ?

Si l’on ajoute à cela le fait qu’il est désormais capable d’exploiter le GPU parallèlement au CPU pour ses calculs de lancé de rayon et obtenir ainsi des rendus quasiment en temps réel qui s’affinent et se détaillent progressivement, oui, une version standalone pourrait s’avérer intéressante.  Mais, le développement de passerelles entre un puissant moteur de rendu et les applications 3D les plus utilisées telles que 3DSMax, Maya, Softimage, Lightwave, etc. est un énorme travail en soi, long et fastidieux si l’on cherche à avoir des résultats équilibrés d’une application à l’autre.

Avec N.A.R.S que nous avons évoqué précédemment et dans laquelle P.U.R.E joue aussi un rôle crucial, nous avons plutôt choisi la carte de l’application standalone capable d’importer les formats les plus courants et de les manipuler et visualiser de façon photoréaliste en temps réel et en réalité augmentée.

Neurosystems développe également SIMPLANT (pour le moment en beta), un logiciel de simulation 3D temps réel d’augmentation mammaire destinée aux chirurgiens esthétiques. Il peut sembler étonnant de s’attaquer à un marché de niche qui semble à l’opposé des fractales et de l’art évolutionnaire… Qu’est-ce qui vous a amené à développer un produit pour ce secteur ?

A vrai dire, il faut voir les choses autrement, car les apparences sont parfois trompeuses…
Initialement, NeuroSystems a été formée autour des 3 technologies que nous avons précédemment évoquées, P.O.M.E (Procedural Organic Modeling Engine, un moteur de modélisation procédurale  capable de produire des corps organiques à partir d’un squelette de points), KORT-X (moteur d’intelligence artificielle) et P.U.R.E (moteur de rendu hyperréaliste). SIMPLANT a été en grande partie l’initiateur de ces technologies, parce qu’il devait intégrer les 3 pour répondre au besoin de l’ensemble du cahier des charges. Le « produit » SUBSTANCE 3D n’existait pas encore au moment où la première version de ces technologies a été validée, fin 2008. C’est donc une application qui n’aurait jamais pu voir le jour si ces moteurs n’avaient au préalablement pas été développés.
En fait, il faut plutôt considérer les fractales et l’art numérique comme une vitrine pour NeuroSystems. Cela nous permet de montrer que notre technologie est capable non seulement de produire des applications complexes dans un domaine comme celui du domaine médical, mais aussi de créer une forme d’imagerie particulière qui intéresse beaucoup le marché de l’art contemporain.
Cela étant, selon nos prévisions, plus de la moitié du chiffre d’affaire de NeuroSystems en 2012 sera réalisé sur SIMPLANT.

On imagine facilement les contraintes en termes de réalisme de ce type de produit (le chirurgien se rendra compte dès la première opération si la simulation est faussée), d’autant plus que la simulation se fait en temps réel : pouvez-vous nous dire quelques mots sur la méthode employée ? D’autre part, la simulation se fait-elle sur CPU ou GPU ? Qu’est-ce qui a orienté votre choix ?

C’est en effet un problème assez complexe que SIMPLANT doit savoir résoudre. Malheureusement, nous ne pourrons pas nous étendre ici sur le détail des nombreuses méthodes et algorithmes utilisés, secret industriel oblige.
Nous avions aussi une contrainte de taille en matière de hardware : le logiciel ne doit pas nécessiter une station de travail dédiée pour fonctionner correctement, juste un ordinateur de bureau de moins de 3 ans, PC ou Mac.

Quel est le planning prévu pour Substance Complete et SIMPLANT ? Autre question, ceux qui souhaitent travailler sur la version Complete mais qui veulent dès maintenant débuter avec la version Classic pourront-ils faire évoluer leur licence à moindre coût ?

N.A.R.S sort à la fin du mois de novembre 2011, la version Complete de Substance sera disponible fin Janvier 2012. SIMPLANT n’est pas sur un modèle de distribution ouvert, il ne s’adresse qu’aux professionnels de la chirurgie plastique en direct depuis notre service commercial.

Il est bien entendu évident que toutes les personnes qui ont déjà fait l’acquisition d’une version Classic de SUBSTANCE auront la possibilité de passer à une version Complete en ne payant que la différence de prix. Ils seront d’ailleurs tenus informés par mail de ce tarif préférentiel le moment venu.

Avez-vous d’autres projets de logiciels sur lesquels vous travaillez actuellement, ou sur lesquels vous comptez vous pencher dans le futur ?

Nous ne serons jamais à court d’idées pour ce qui est de nouveaux projets à développer… Mais nous sommes aussi conscients que la diversification ou la multiplicité des projets doit se faire de façon contrôlée et en harmonie avec la stratégie globale de la société. L’essentiel est surtout de savoir bien vendre ce qui est déjà acquis.

Pour en savoir plus :

– Site de Neurosystems.