Premières infos sur Modern Warfare : le moteur de jeu de Call of Duty: Modern Warfare nous montre ce dont il est capable

Modern Warfare, côté technique : l'ingénieur principal de rendu et le directeur du studio Infinity Ward Pologne, Michal Drobot, nous parlent des aspects techniques du nouveau Call of Duty.

by David Hodgson on June 26, 2019

Vous avez sûrement déjà regardé la bande-annonce de lancement, ainsi que les quelques captures d'écran qui en révèlent davantage sur ce nouveau Call of Duty. Tout d'abord, nous voulons vous confirmer que ce que vous voyez sont bien les graphismes "en jeu" (et pas une scène précalculée réalisée à l'aide du moteur, ni un aperçu de ce à quoi le jeu aurait dû ressembler). Ce que vous voyez, nous assure Michal Drobot avec enthousiasme, "c'est le vrai jeu".

Mais cela n'a pas été facile.

En Pologne, un studio technique Infinity Ward a été créé de toutes pièces "pour donner vie à cette ambition". On a reçu un grand nombre de demandes, côté design et artistique… Il y avait beaucoup de choses à améliorer. C'est pourquoi nous avons créé un nouveau moteur, spécialement conçu pour Modern Warfare". Ça nous a pris plus de cinq ans. Michal Drobot est fier d'être à la tête de ce nouveau studio, avec un objectif ultime : "faire tout notre possible pour développer au maximum le potentiel de ce moteur, et que ça puisse se voir dans le rendu".

Reflets Flexibles 

Dans n'importe quel jeu sortant aujourd'hui, on s'attend à trouver des visuels en HDR et 4K, ce que le moteur est parfaitement capable de produire. Mais il possède bien d'autres fonctions, conçues pour aider le design du jeu, car comme le dit Drobot•: "nous faisons tout pour que votre expérience soit la plus réaliste possible. Et ce n'est pas toujours très simple". Avant tout, il faut s'intéresser aux techniques de compression. Votre console possède quelques Go de RAM, tandis que l'équipe artistique d'Infinity Ward "a pris dans le désert de l'Arizona plus de deux To de données photogrammétriques. Ce n'est pas évident de les retranscrire dans le jeu. Nous avons longtemps cherché comment compresser ces données, pour les faire passer en s'assurant qu'elles représentent bien ce qu'elles sont censées représenter”.

(Qu'est-ce que la photogrammétrie•? ​Nous vous expliquons tout dans un précédent article de blog​.)

Une fois les données photogrammétriques traitées, l'équipe de Drobot a commencé à convertir les éléments environnementaux et les paysages en objets réalistes•: "Tous les détails venaient de la photogrammétrie, d'éléments réels. Ce n'est pas aussi simple que de prendre une photo d'un arbre, ou de la boue dans un marais, pour ensuite la transférer dans le jeu. Il s'agit de comprendre comment la boue réagit à différents types d'effets et d'éclairage". C'est à ce moment-là que Drobot et son équipe ont utilisé des lasers•: "Oui, nous avons réalisé des scannographies laser. Certains éléments sont semi-transparents, et s'il est plutôt facile de donner une apparence convaincante à un élément transparent, ça se complique quand il s'agit de traiter des éléments semi-transparents qui possèdent un objectif ou un effet de gameplay”.

La conversion des photos en décors s'est poursuivie pendant plusieurs mois, et l'équipe de Drobot s'est rendue compte que, lorsqu'il est question d'éléments nécessitant une modélisation des reflets, les données brutes ne suffisent plus•: "Le département artistique possèdent des centaines de caméras qui enregistrent tout. Nous dirigeons nos lasers sur l'objet et, à partir de cela, nous étudions les reflets de ces lasers sur les surfaces, la manière dont ils sont reflétés. Il ne s'agit pas seulement de capturer les pixels que vous voyez, mais également la manière dont ils reflètent et réagissent à la lumière. Nous avons beaucoup travaillé là-dessus”.

Naturellement, ce souci du détail, et du détail des reflets, s'est étendu aux armes.

“Au cours de ce projet, j'ai été amené à voir et toucher de nombreuses armes différentes. Il existe une importante communauté de personnes qui prennent plaisir à modifier leurs armes avec de petits détails et en utilisant différents matériaux. Il existe des revêtements en poudre ou en céramique, et pour que les armes restent opérationnelles, vous devez les nettoyer, les huiler"… Le rendu de toutes les textures sur chaque arme devait être parfait•: "Nous avons dû simuler un effet d'arc-en-ciel sur l'huile de l'arme après l'avoir nettoyée. Les effets translucides sur l'arme, les effets de la céramique, les effets des revêtements en poudre, les éléments des chargeurs. Nous avons fait des recherches sur toutes ces choses”.

“Nous avons tout fait pour que l'ensemble des éléments du jeu soient rendus le mieux possible. Les reflets, les ombres, l'occlusion ambiante, bref, tout”. •

Intéressons-nous à la technique pendant un moment : le soin apporté aux personnages

Comme vous vous en doutez, la même attention a été portée à tous les personnages du jeu : "Nous avons des personnages photoréalistes et vivants. Avec le grand retour de Price, qui représente Modern Warfare à nos yeux, nous avions vraiment envie d'optimiser la capture, avec le meilleur comédien possible pour lui, et pour tous les soldats et conseillers militaires qui apparaissent dans le jeu. Lorsque vous recevez les images d'une session de capture de mouvements, vous avez énormément de données, et nous avons dû tout compresser pour la retranscrire sur console, tout en conservant la crédibilité du personnage, qui devra être actif lorsqu'il sera contrôlé par le joueur".

Pour y parvenir, Infinity Ward a utilisé la même méthode que les studios d'infographie lorsqu'ils réalisent des séquences précalculées. La seule différence étant les graphismes en temps réel : "Lors des captures de mouvements, nous récoltons des tonnes de données, avec des détails comme les rides, l'évolution de la tension de la peau autour de la bouche lorsque le personnage parle ou sourit. Il s'agit d'une capture de mouvements 2.0, qui permet un tout autre niveau de détail". Drobot nous explique brièvement la technique :

"Nous possédons une technologie appelée LMB Caching. Nous avons développé les données de texture pour créer un rendu de peau crédible, et nous avions besoin de maillages très réalistes pour s'assurer que les rides et les évolutions de texture seraient bien prises en compte. Nous avons doublé les surfaces de sous-division pour le moteur de jeu, et il existe une technologie venant du cinéma, qui consiste à prendre un maillage et à l'adapter aux données que vous collerez dessus. Nous nous servons de cette technologie pour nous assurer qu'il y a autant de détails que possible et nous diminuons le niveau de détail lorsque le personnage se trouve au loin pour garantir une performance à 60 images par seconde. C'est une technologie d'images de synthèse qui nous a été très utile pour le jeu".

Rendu spectral : la vision au-delà du spectre humain

Les lumières jouent un rôle central dans Call of Duty: Modern Warfare, et le moteur devait être suffisamment robuste pour gérer l'action, peu importe les effets environnementaux en jeu. Comme par exemple les éléments qui ne sont pas visibles pour les humains : "Nous possédons une technologie dont je suis très fier qui s'appelle le rendu spectral. Si vous prenez une image de la scène Townhouse de la campagne, et que vous la regardez avec des conditions d'éclairage normales, vous pouvez voir qu'une grande partie de l'image se trouve dans le noir complet. En tant qu'humains, nous ne pouvons voir que les longueurs d'ondes en RVB, nous ne voyons pas l'infrarouge ni l'ultraviolet. Mais pour le moteur de jeu, nous voulions voir apparaître tous les autres spectres de la lumière".

Est-ce que cela signifie que le jeu affichera des rendus en infrarouge, que vous ne pourrez même pas percevoir ? Oui : "Pour ce jeu, nous voulions être aussi réalistes que possible. Un opérateur de niveau 1 par exemple, possède des lunettes de vision nocturne. Lorsque vous les activez, vous profitez d'une vision nocturne. Mais qu’est-ce que la vision nocturne ? C'est ce qui permet de voir l'infrarouge. C'est pourquoi nous nous sommes assurés que toutes les lumières du jeu possédaient un spectre infrarouge". Autrement dit, le jeu affiche constamment l'infrarouge, au cas où vous mettiez vos lunettes. Drobot nous parle également d'autres effets : "Nous sommes allés encore plus loin. Il y a l'imagerie infrarouge frontale (en anglais Forward-Looking Infra-Red, FLIR), qui possède quelque chose qu'on appelle l'infrarouge profond, et d'autres réactions possibles pour la lumière. Il y a des lumières utilisant une émission thermique, comme ces lumières qui ne brillent pas beaucoup, mais qui sont très chaudes au toucher. Nous les simulons aussi".

Mais il ne s'agit pas d'un simple filtre que l'on ajoute en post-production. C'en est même très différent. Drobot nous montre une partie de l'équipement des opérateurs : "Si vous avez regardé la bande-annonce, vous pouvez voir ces petits carrés brillants. Toutes les équipes d'opérations spéciales dans le monde possèdent ces écussons infrarouges qu'ils appliquent sur leurs accessoires et tenues. Ils s'en servent pour distinguer alliés et ennemis lorsqu'ils sont en mode vision nocturne". Lors d'un combat, vous pouvez entrer dans une pièce, activer la vision nocturne, et déterminer immédiatement qui est qui. "Lorsque vous regardez l'écusson en vision normale, vous pourrez à peine distinguer un motif, mais en vision nocturne, il devient évident".

Le moteur technique affiche cette lumière invisible pour un œil humain, et l'applique aussi à d'autres éléments. Étudiez les scènes en vision nocturne de la bande-annonce et vous verrez que des ombres sont projetées et illuminées par la lumière infrarouge avec votre casque de vision nocturne. "Des lumières infrarouges telles que celles-ci peuvent être associées à des armes ou des casques, afin d'obtenir plus d'informations en vue infrarouge. Nous voulions rendre le jeu aussi réaliste que possible". Cela signifie que vous pouvez jouer les missions comme vous le voulez, avec la possibilité d'utiliser les lumières.

"Dans Townhouse, vous pouvez tirer sur les lampes, puis passer en vision nocturne. Mais si vous regardez la même pièce avec une lumière naturelle, elle semble quand même réelle. C'est parce que nous avons placé des filtres de reflets sur les lumières, peu importe la situation que vous créerez en tant que joueur, comme le thermique et la vision nocturne. C'est vraiment utilisable en jeu. Pour de vrai. Ça fait partie du gameplay". Ce souci du réalisme a poussé les équipes techniques à réaliser quelque chose d'un peu étrange : modifier le rendu d'anciens dispositifs d'imagerie pour que leur image soit de moins bonne qualité que celle de leurs équivalents modernes.

Distorsion authentique : diminuer la qualité des visuels

"Les appareils de vision nocturne datent de la Seconde Guerre mondiale", nous explique Drobot : "Les tireurs d'élite utilisaient des fusils à vision nocturne. Les évolutions qu'a connues cette technologie sont passionnantes, et nous avons voulu vous présenter plusieurs générations de ce genre de dispositifs". Que reçoivent les opérateurs de niveau 1 ? "La version la plus moderne et efficace des lunettes de vision nocturne". En revanche, dans certaines missions, vous devrez vous contenter d'équipements plus anciens, dont l'imagerie présente plus de défauts : "Lors d'une mission, vous pourrez trouver quelque chose qui date des années 60 ou 70, et notre technologie nous permet de simuler cela avec beaucoup de précision".

Et cela s'applique aussi aux lunettes des fusils : "La distorsion d'image que vous obtenez avec ces lentilles correspond à celle que vous auriez dans la réalité. Une fois la post-production effectuée, c'est vraiment ce que vous êtes censé voir, donc les artefacts et distorsions sont aussi présents".

L'imagerie thermique est aussi importante pour révéler certains aspects de l'histoire du jeu : Drobot nous montre une carte en cours de création dans laquelle un drone survole une base ennemie dans le désert, au crépuscule. "Vous pouvez voir qu'il se passe quelque chose en bas, mais il est difficile de savoir exactement quoi. Il y a des tirs, mais c'est tout. Si vous passez en thermique, tout devient plus clair". De plus, les signatures thermiques vous permettent de prendre en compte des éléments de jeu qui auraient été ignorés dans d'autres conditions, comme l'explique Drobot : "Vous pouvez voir clairement ce qu'il se passe ici, quels véhicules viennent d'éteindre leurs moteurs, les empreintes de pas récentes dans le sable, ainsi que vos alliés et ennemis".

Selon la technologie utilisée, l'image que vous verrez correspondra à l'époque à laquelle la technologie a été développée : "La qualité de l'imagerie thermique semble inférieure, parce que la résolution est plus basse, parce que le volume de données utilisé par la caméra est différent. Si vous regardez des images de drone datant de 1996 à 2012, la vidéo risque d'être un peu floue, avec des artefacts, parce que les militaires devaient simplifier les données, qui transitaient rapidement par leur réseau satellite, ils les ont donc compressées via une compression jpeg".

Pour recréer cela, l'équipe de Drobot a passé beaucoup de temps à réduire la qualité des visuels pour les rendre aussi précis que possible : "Nous avons essayé de créer un rendu de basse qualité avec des artefact et de la compression sur le bleu et le rouge, que nous avons appelé le "filtre pourri". C'est intéressant, parce qu'il est en fait bien plus dur de rendre quelque chose laid en le faisant exprès. Nous avons passé beaucoup moins de temps à créer des filtres pour améliorer la profondeur de champ qu'à tenter de jouer sur la compression de données pour enlaidir le rendu".

Mais grâce à ce travail, l'équipe de design d'Infinity Ward peut spécifier des paramètres dans les filtres de post-production du moteur de jeu pour modifier la qualité de l'image selon l'équipement utilisé.

Repousser les limites. Et les polygones.

L'une des autres améliorations apportées par le nouveau moteur de jeu de Modern Warfare est l'éclairage volumétrique. D'autres jeux utilisent souvent des rayons de lumière, mais ce n'est pas notre cas. Drobot poursuit : "Chaque centimètre carré d'air autour de vous… est constitué de quelque chose. De la poussière. De la saleté. Des aérosols. Du gaz. Et cela peut altérer votre vision, et la manière dont l'éclairage réagit, mais vous pouvez aussi l'utiliser pour l'histoire du jeu. Pour signifier que quelque chose s'est déroulé à tel endroit avant votre arrivée. Nous avons vraiment mis l'accent sur l'éclairage volumétrique, afin qu'il soit présent partout. Un véritable éclairage doté de volumétrie". Il n'y a aucune fausse lumière.

"Une fonctionnalité permet à nos artistes de changer la densité de l'air dans n'importe quelle partie de l'environnement. Une cave pourra être remplie de particules de poussière. Et cette situation peut évoluer selon vos actions, et les événements qui surviennent. Il y aura peut-être une frappe aérienne qui fera que l'air autour de vous sera plus dense. Nous avons effectué de nombreuses expériences pour nous assurer que l'éclairage volumétrique fasse partie intégrante du gameplay : il affecte notre manière de jouer, et les visuels".

La dernière facette du moteur de jeu que Drobot est prêt à révéler concerne les améliorations apportées aux figures géométriques. Le nouveau moteur propose une nouvelle manière de rendre les objets : "Il nous permet de poser bien plus de polygones que d'habitude". Quand vous regardez la scène avec la foule dans la bande-annonce, vous devez savoir que chaque manifestant devant l'ambassade est un ensemble de triangles.

"Auparavant, nous ne pouvions pas placer autant de triangles ou de figures géométriques. Le nouveau système nous permet de placer environ cinq fois plus de figures par image qu'avant, sur console. Les précédents jeux Call of Duty tournaient autour de trois millions de polygones par image, jusqu'à environ cinq millions. Récemment, nous avons élevé la limite artificielle que nous avions imposée à notre moteur de jeu à 16 ou 17 millions de polygones par image. Nous sommes montés jusqu'à des quantités absurdes : 24 millions de triangles par image, tout ça pour s'assurer que nous pouvions intégrer dans le jeu chacune des données que nous avons récupérées".

Tout cela a demandé beaucoup de travail aux talentueuses équipes de chez Infinity Ward, et toutes ces fonctionnalités techniques ont été développées avec un objectif principal en tête : "Donner vie à des séquences de jeu, à du gameplay, et à des expériences qui resteront gravées dans vos mémoires".

La précommande est déjà disponible auprès des revendeurs participants ou sur CallofDuty.com.

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