Ne zappez pas! Je ne m’apprête pas à vous faire l’éloge de la lessive nouvelle génération, mais je vous propose d’en apprendre un peu plus sur le procédé cel shading employé dans de nombreux jeux actuels et dans certains films d’animation en images de synthèse.

Quand une contrainte devient un effet de style.

Même les dessins-animés les plus travaillés ont toujours des décors plus élaborés que les personnages en mouvements. Il est en effet très difficile d’animer un dégradé riche en couleurs. Du coup, seules les ombres les plus marquées sont retranscrites sur les éléments en mouvements, cela permet de donner du volume à l’objet ou au personnage, sans pour autant compliquer de façon insurmontable la tache des coloristes.

Les consoles de jeux et les PCs n’ont cessé de voir leurs performances s’améliorer avec le temps. La puissance de calcul de ces machines fait que, dans le domaine du jeu vidéo, on peut sans mal obtenir des dégradés très complexes et les images produites s’en trouvent de plus en plus réalistes. Certains développeurs ne se sont pas reconnus dans cette course à la surenchère technique et, prenant le contre-pied de la chose, ont imposé un rendu résolument naïf à leurs graphismes proches de celui d’un dessin animé.

Mais de quelle façon le cel shading agit-il? Si l’on simplifie de ce fait l’image en lui imposant moins de dégradés est-il nécessaire d’avoir des machines jeu de plus en plus performantes? Voyons cela en détail.

Tu dois désapprendre ce que tu as appris (©Yoda).

Les ombres des images de synthèse sont calculées à partir des normales. Une normale est un vecteur perpendiculaire à la surface d’un polygone donné. Chaque polygone à la sienne. Pour calculer l’éclairage à rendre sur une surface donnée il suffit de comparer la position de la normale par rapport à la source lumineuse.

On comprend aisément que si une normale se confond avec la source lumineuse la face du polygone subi l’éclairage maximum ; plus l’angle entre le faisceau lumineux et la normale sera important moins le polygone sera éclairé. Pas dur.

Par ailleurs, d’un polygone à l’autre un lissage, tel le lissage de Gouraud, permet d’obtenir un dégradé d'ombre d’une face d’un polygone à l’autre : le rendu de l’objet éclairé s'en trouve ainsi affiné. D’autres lissages plus élaborés existent mais ce n’est pas le sujet qui nous intéresse aujourd’hui. Le sujet c’est le cel shading et justement on y arrive.

Une fois que nos consoles et PCs se sont échinés à calculer le dégradé de couleur, ils vont comparer la couleur obtenue pour chaque pixel donné d’un polygone à une table des valeurs qui ne contient que trois ou quatre couleurs du dégradé initial - en général la plus exposée, la moins exposée et deux couleurs intermédiaires - et n'afficher que la valeur la plus proche. C'est le principe du cel shading.

Avec ce procédé tout se passe comme si on vous demandait de compter le plus rapidement possible jusqu’à 1000, mais en ne comptant que de trois en trois par exemple. Si jusqu’à trente ça ne devrait pas vous poser trop de problème (euh c’est la table de trois en même temps) après trente ça va commencer à vous demander un minimum de calcul.

On réalise alors que le cel shading, en plus de nous priver de la totalité des couleurs est un consommateur de ressources pour nos machines à rêves.

Ouah il est trait grossier.

Pour parfaire le rendu il faut maintenant entourer l’objet ainsi obtenu d’un trait noir que l’on pourra choisir plus ou moins marqué. Cela consiste en gros, et pour faire simple, à demander au processeur de tracer un gros trait noir sur une sélection d’arêtes.

La sélection en question est déterminée en fonction de ce que veux faire afficher le programmeur. En général, on choisit d’afficher les arêtes qui délimitent un volume et celles qui enserrent un volume (l’ovale du cou, le trait délimitant la fin du t-shirt d’un personnage ou le pli sous les aisselles par exemple...) et le tour est joué.

Les premiers a avoir eu recours à cette technique furent les studios Smilebit avec leur incroyable Jet Set Radio. A l’époque le rendu avait fait grand bruit et avait séduit tant de joueurs que le procédé a été rapidement récupéré par d’autres développeurs.

Du coup, les jeux issus des licences de dessins animés (Dragonball, Fullmetal Alchemist...) n’ont jamais eu un rendu aussi proche de leur modèle. D’autres utilisent la technique dans le but de produire un effet particulier ; c’est un choix soit esthétique (Viewtiful Joe), soit permettant de s’affranchir d’un réalisme pesant et s’autoriser ainsi des prouesses d’animation (Zelda - Wind Waker).

Légèrement démodé, depuis quelques mois, dans l’univers du jeu, le cel shading commence a être utilisé par les réalisateurs de film d’animation en 3D tel Apple Seed chroniqué tantôt et il y a fort à parier que ce n'est que le début.

Voilà, maintenant, vous aller pouvoir vous pavaner et briller en société quand on vous parlera de cel shading. Trop cool...