[Réalité virtuelle] Avec Holodeck, Nvidia révolutionne la revue de conception

Nvidia a tenu sa grand-messe, la GPU Technology Conference, du 7 au 11 mai 2017 à San Jose (Californie). Lors de sa keynote du 10 mai, son CEO Jen-Hsun Huang a dévoilé une application de réalité virtuelle très impressionnante à destination des designers industriels. Baptisée projet Holodeck (une référence à la série Star Trek: The Next Generation), elle permet à quatre personnes d'effectuer une revue de conception automobile dans un environnement virtuel.

Les revues de conception à l'aide d'outils numériques ne sont pas nouvelles. Les groupes Renault et PSA ont y recourt depuis des années, tout comme beaucoup d'autres constructeurs. Mais Nvidia est un expert sans pareil en matière de calcul graphique, et cela fait ici toute la différence. Car le projet Holodeck se veut photoréaliste, et se targue en plus de simuler une physique réelle sur les maquettes 3D. Dans les faits, cela signifie qu'il est capable d'afficher un modèle de véhicule complet, sans en réduire le nombre de polygones.

50 millions de polygones

La démonstration sur scène affichait une Koenigsegg Regera, supercar suédoise vendue 1,9 million de dollars. La maquette 3D utilisée contenait des milliers de pièces individuelles, qui totalisaient pas moins de 50 millions de polygones. Du jamais vu, d'autant qu'elle était représentée avec des textures de très haute qualité et dans un environnement en haute définition. L'environnement peut d'ailleurs être modifié à la volée, tout comme l'éclairage et les conditions météo qu'il est possible de modifier en temps réel suivant les scénarios (nuit, jour, pluie, etc.). L'idée est de pouvoir évaluer comment les changements d'environnements impactent le style du véhicule.

Le logiciel s'appuie pour cela sur une version modifiée du moteur 3D Unreal Engine 4, conçu par Epic Games, auquel viennent s'ajouter les technologies GameWorks, VRWorks et DesignWorks de Nvidia. L'entreprise utilise par ailleurs des algorithmes d'occlusion qui réduisent la charge graphique (en ne calculant pas les éléments non visibles de la scène) et, bien évidemment, une machine surpuissante équipée de ses cartes graphiques professionnelles Quadro. Le résultat est un rendu temps réel dans lequel les quatre participants (représentés comme des robots sans expression) peuvent interagir entre eux naturellement, les actions de chacun étant visibles par les autres.

Une application réellement bluffante à l'usage

Mais ce n'est pas tout. La maquette 3D n'est pas qu'une coquille vide, c'est réellement un modèle complet. Il est donc possible de rentrer dans le véhicule et de s'y asseoir, car toutes les pièces sont présentes et parfaitement texturées, des sièges au moteur en passant par le tableau de bord. La "simulation physique" évoquée par Nvidia fait référence au fait que les mains de l'utilisateur ne passent pas au travers des objets : on peut ainsi se saisir du volant ou passer sa main sur les courbes de la carrosserie.

L'Usine Digitale avait pu faire l'essai du logiciel en octobre dernier, lors de la conférence GTC Europe 2016 qui s'est déroulée à Amsterdam. Son nom de code était alors "Discovery" et c'était la première fois qu'il était montré en public. Nous l'avions testé avec la maquette d'une berline japonaise contenant environ 60 millions de polygones.

Lors de notre essai, les outils proposés étaient simples mais efficaces. Il était possible de flotter au travers de la scène à volonté, par exemple pour aller explorer l'intérieur du moteur. Il est aussi possible de déplacer le véhicule ou de le faire tourner sous tous les axes, d'agrandir ou de réduire sa taille, ainsi que d'annoter la scène à l'aide d'un "stylo 3D" virtuel. Le changement d'échelle permet d'admirer le niveau de détail époustouflant de la maquette, des boutons du tableau de bord jusqu'à la plus petite vis du moteur.

La beauté du design industriel, enfin révélée ?

L'outil le plus impressionnant du logiciel, et de loin, permet de créer une bulle (dont la taille peut être augmentée et diminuée) autour de la main de l'utilisateur. Cette bulle fait disparaître tout ce qu'elle touche, et fournit ce faisant une vue de coupe parfaite de toutes les pièces du véhicule. Elle permet de voir un moteur comme vous ne l'avez jamais vu, avec un niveau de complexité qui laisse pantois. A noter que chaque pièce est classée en fonction du matériau qui la compose, et qu'il est donc possible de n'afficher que les éléments en métal, en caoutchouc ou en PVC.

Le clou du spectacle est une vue éclatée de la maquette, dans laquelle le véhicule se désassemble pour former un nuage de pièces avant de se reformer quelques instants plus tard. C'est le seul moment où nous avions pu casser l'illusion lors de notre essai. En nous positionnant à l'extérieur du véhicule lors de cette manoeuvre au lieu de rester dans le siège conducteur, l'affichage était descendu à moins de 10 images par seconde (car il y avait beaucoup moins d'occlusion possible). Visualisé "correctement", l'effet n'avait pas posé de problème. A noter que des optimisations apportées au logiciel depuis lors, couplées à la nouvelle architecture Volta annoncée par Nvidia, pourraient remédier à cette limitation d'ici septembre.

Nvidia ne compte pas limiter Holodeck qu'au seul monde de l'automobile. L'entreprise a indiqué qu'elle compte le mettre entre les mains de la communauté en septembre (sans plus de précisions quant aux modalités), pour permettre à tous de s'en servir, qu'ils soient designers industriels, architectes, créateurs de contenus ou simples curieux.

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