NEWS         TESTS         INTERVIEWS         DOSSIERS         GALLERY 3D         3D SITES

2010-2020 : Que nous réserve la prochaine décennie ?
Benoit Vandangeon, décembre 2009

Que nous réservent les dix prochaines années en matière de 3D temps réel ? Je ne vais malheureusement pas dévoiler des technologies qui n'existent pas encore aujourd'hui, mais plutôt tracer les principales lignes directrices d'un scénario probable.

La 3D stéréoscopique va t'elle enfin percer ?
Chaque année re-belote ! Tout le monde parle d'écrans 3D, de lunettes stéréoscopiques ou de projections relief. Malgré des efforts de plus en plus importants ; je reste septique. Dans les années 50, il y avait déjà des projections 3D au cinéma ! Cela n'a pas marché. Et régulièrement, on nous ressert sur un plateau ce met à peine réchauffé. Bien sûr, les effets sont de plus en plus saisissants, les technologies de plus en plus accessibles. Les désagréments sont moins fréquents (mots de tête, troubles de la vision, etc.). Pourquoi 3d-test serait-il rabat-joie à propos d'une technologie aussi prometteuse ? Premièrement, l'effet de profondeur perçu varie d'un individu à un autre, une proportion non négligeable d'individus ne ressentent même aucun effet ! Deuxièmement, il faut concevoir le contenu en fonction des contraintes stéréoscopiques. Aujourd'hui, on veut conserver les mêmes méthodes, filmer ou représenter les mêmes scènes alors que la vision relief nécessite des prises de vues particulières pour bien fonctionner. Troisièmement, je pense que la gêne occasionnée par l'effet stéréoscopique ne convient pas à un usage interactif prolongé. Avez-vous envie de jouer ou regarder la télé avec la nausée ?
Je pense que les techniques stéréoscopiques qui visent à "duper l'œil " ont besoin d'être utilisées de manière ciblée et surtout d'être perfectionnées. Tout ceci fait que les tentatives qui ne manqueront pas d'intervenir dans ce domaine risquent de connaître un succès limité. Les constructeurs de télé et de moniteurs voudraient bien voir dans la 3D stéréoscopique un nouvel eldorado, au même titre que le LCD, la HD,... Leur force marketing aura-t-elle raison des plus dubitatifs ?

et... La 3D sur le web ?
Aïe ! Franchement si vous m'aviez posé la question il y a dix ans, je vous aurai répondu que la 3D serait largement utilisée sur le web avant 2010. Et je me serai complètement trompé ! Inutile de dérouler la longue liste d'embuches qui ont empêché la 3D d'envahir la toile. Cependant, je reste positif quant à la 3D sur le web dans un avenir proche. Mais la 3D n'empruntera pas nécessairement le chemin qu'on lui avait tracé : mondes virtuels à la Second Life, galeries d'objets 3D... Non, la 3D sur le web sera principalement pour le jeu ! C'est déjà une réalité : les jeux en réseau, la distribution des jeux PC (plateforme Steam) et les consoles en ligne, etc. Reste à savoir si les jeux emprunteront la voie du navigateur web ? Dans un contexte où la quantité de MB de cinématiques prime sur le plaisir de jouer, cela risque d'être difficile. Les éditeurs de jeux pourraient très bien réduire l'empreinte mémoire de leurs jeux. Bien souvent ils font le contraire : des sons aux formats wave, des textures ou des vidéos peu ou pas compressées... Tout est fait pour accaparer un maximum d'espace mémoire sur le PC ! Pourtant le nombre de DVD nécessaires à un jeu n'est pas un gage de qualité. D'autre part, les jeux récents réclament des cartes graphiques dernier cri. Lancer un jeu 3D dans un navigateur, c'est un peu comme aller à contre sens. Si l'on intègre dans notre réflexion les mobiles, la perspective s'inverse : les jeux légers tels que ceux disponibles sur l'iPhone se prêtent très bien à une diffusion sur le browser. D'ailleurs les moteurs 3D qui permettent de les créer autorisent une publications sur le web (Shiva, Torque, Unity3D...). Il n'est pas impossible qu'une catégorie nouvelle de jeux 3D - milieu de gamme - débarque sur les navigateurs. Avec Quake live, nous avons vu qu'il est possible de diffuser sur le web des jeux riches. Le streaming devrait ainsi permettre de palier aux faibles débits du net (comparés aux accès disques durs !). Quant à la possibilité de jouer en ligne connecté à un serveur générant les images 3D tel que le projet OnLive nous sommes dubitatif : les temps d'accès (ping) et les débits seront-il suffisants pour jouer ? Observons attentivement le "cloud gamming" car cette technique - si les temps d'accès sont réduits - pourrait s'avérer intéressante. Reality Server et Nova (Vertice) permettent également de générer des contenus 3D "à la demande" grâce à une architecture web dans laquelle le serveur génère les images. Mais ces services - tout comme la vidéo sur le web - ne démarreront pas tant que les prix ne seront pas abordables et que des sites communautaires tels que Youtube ne proposent pas l'hébergement et le calcul d'images 3D. Il y a dans le scénario du "cloud computing" pour la 3D beaucoup d'avantages mais le frein que constitue le coût de l'infrastructure serveur est à notre avis trop important. La probabilité pour qu'un grand acteur se positionne sur ce terrain est faible. Pourtant, cela aurait un sens pour de grands acteurs tels qu'Autodesk, Dassault Systèmes ou nVidia de proposer un "Youtube de la 3D" !
Quel avenir pour les technologies 3D sous forme de plugin pour navigateur ? Excepté Flash, pour qui les utilisateurs ont une confiance quasi absolue (le taux de pénétration est de l'ordre de 99%) ; la réticence des utilisateurs à installer des plugin est une véritable contrainte. Les éditeurs 3D restent discrets sur le nombre de téléchargement de plug in ; et pour cause : les plugins 3D sont installés sur une part marginale des postes connectés aux web. Les quelques chiffres que nous avons obtenus montrent peu de progrès depuis les années 2000 - date à laquelle le nombre de poste connectés était plus faible. Le marché connaissait alors un regain d'intérêt autour de technologies comme Viewpoint (MetaStream) et Cult3D. Quant à Java, la politique de Sun rend ce langage de plus en plus impopulaire en tant qu'Applet.
Je préfère ne pas m'enthousiasmer pour un scénario plutôt qu'un autre - les analystes ont perdu beaucoup de crédibilité en la matière. Pensez donc, un cabinet - dont je terrais le nom - prévoyait plus d'un millions de sites en 3D interactive pour 2007 ! Heureusement pour les cabinets d'analystes, les éditeurs 3D qui ont commandé ces études n'existent plus et ne peuvent donc pas se plaindre. Tout le monde pense savoir pourquoi la 3D sur le web tarde tant à venir. On oublie bien souvent de signaler certaines évidences : tous les sites n'ont pas besoin de 3D !

La 3D pour le web, mais pour faire quoi ?
Toujours est-il que nous avons vu ce qui ne marchait pas :
- les communautés 3D : Google a mis un terme à son projet Lively. Après avoir été sous les feux des projecteurs, Second Life se fait très discret. Ne parlons pas du fiasco du VRML...
- les objets 3D dans les boutiques en ligne (visiblement le coût de conception d'une présentation n'est pas compatible avec les contraintes du commerce en ligne)

Ce qui marche moyennement :
- Les sites de partage d'objets 3D (3dvia, Google warehouse)
- Les "effets 3D" ou mini jeux en Flash
- Les applications de Réalité Augmenté (vont-elles passer le cap du gadget et s'avérer être consistante qu'un effet de mode ?)

Ce qui marche franchement :
- La géolocalisation 3D (Google Earth : mais à quand une version 3D pour le navigateur ?)
- Le jeux en ligne

Aussi surprenant que cela puisse paraître, l'entreprise numérique exploite peu le web pour la visualisation 3D. Finalement, c'est le partage d'écran que les données 3D sont le plus souvent visualisées. Cela présente l'avantage de ne pas transférer les sources de la maquette numérique et l'on peut partager toute sorte de document et pas seulement la 3D ! Les apôtres du "travail collaboratif" avec la 3D doivent réviser leur copie, et constater la formidable ascension d'outils tels que gotomeeting, webex et bien sûr Acrobat Connect.

La convergence 3D temps réel / 3D précalculée
La convergence 2D/3D
La convergence entre la 3d temps réel et la 3d précalculée arrive par tous les côtés : la 3d temps réel des jeux vidéo est de plus en plus riche et réaliste et les rendus pré-calculés utilisent de plus en plus le sous-ensemble graphique pour réduire les temps de calcul d'une image et ainsi se rapprocher d'un rendu "interactif". L'analyste John Peddie disait à juste titre à ce propos qu'une partie du surplus de puissance était utilisée pour rajouter du détail et que la convergence entre les deux modes se produirait plus lentement que prévu. Cette convergence va avoir des répercussions dans le domaine du rendu 3D : un réactivité accrue, un coût de production moindre. Pour le jeu vidéo, il n'est pas impossible que certains studio soient tentés par des modes de réprésentation alternatifs : voxels*, raytracing afin de se démarquer en terme de qualité graphique.
Quant à la convergence 2D/3D - ce titre peut sembler provocatif - il s'agit d'un problème pourtant majeur. Dans le système d'exploitation, la 3D est contenue dans des fenêtres 2D. Au sein de la 3D, la 2D est plus ou moins traité comme une texture. Faudrait-il que le système d'exploitation soit lui-même en 3D ? Toujours est-il que les applications 3D ont un besoin important de 2D (pour l'interface utilisateur, HUD...). Aujourd'hui, la crème de la crème en la matière est de supporter Flash en tant que texture d'interface. Ainsi le développeur bénéficie d'une API 2D puissante permettant de produire des graphismes de haute qualité. Un des grand challenge de la prochaine décénie est de faire cohabiter ces différentes mode de réprésentations 2D (bitmap, vectoriel, video...) et 3D (rasterization, raytracing, scanline, voxel...). Aujourd'hui cette cohabitation ne bénéficie pas de l'accélération matérielle. Khronos group avec OpenGL et OpenVG a les technologies nécessaire pour réconcilier 2D et 3D. DirectX devrait également se pencher sur ce problème accélérer 2D (flash !) et 3D dans un même environnement.

La 3D Hardware : Réduire la fracture 3D, une urgence !
L'histoire de l'évolution des puces 3D nous enseigne que les puces spécialisées sont devenues de plus en plus adaptatives. Aujourd'hui, certains fabricants voudraient voir les puces 3D comme des co-processeurs. D'autres déclarent que la rasterisation est obsolète. Je pense que nVidia et Intel font des choix trop décalés face à la réalité du marché. L'arrivée de DirectX 11 en est un excellent exemple. nVidia et Intel veulent en quelque sorte tout changer : l'un veut faire des cartes 3D sans sortie écran, l'autre veut calculer des images sur une architecture x86. Je pense qu'ils ont une vision erronée de la réalité. nVidia veut investir le monde du computing et gagner des marchés de niche. Tandis qu'Intel pense révolutionner le secteur - rien que moins ! - en abordant le problème sous un autre angle de vue avec le Ray Tracing. Ils veulent donner l'impulsion d'un nouveau départ ; mais ils se trompent sur la réalité des besoins. Aujourd'hui les utilisateurs veulent jouer avec des jeux plus réalistes, les artistes veulent pouvoir utiliser des modèles détaillés et les professionnels veulent enfin pouvoir faire tourner une maquette virtuelle à 30 images par secondes sous CATIA (ce qui est certes possible sur des pièces, mais toujours impossible sur des assemblages tels qu'un avion complet) ! En ce sens, la position d'AMD est beaucoup plus réaliste : avec sa gamme DirectX 11, le constructeur aide les infographistes dans leur travail et les cartes compatibles permettent d'afficher des modèles plus détaillés. L'approche d'Intel est inappropriée et l'abandon de la première version de Larabee en dit long sur le retard technologique d'une puce x86 pour l'affichage 3D. D'autre part, au lieu de s'attaquer au marché du Computing, nVidia devrait se préoccuper de la situation déséquilibrée des utilisateurs. Aujourd'hui plus de 50% des PC vendus sont équipés d'un chipset Intel : leur sous-ensemble graphique est ainsi réduit au strict minimum. Certains utilisateurs, ne peuvent ainsi pas profiter de la 3D. Cette fracture peut devenir préjudiciable. Contrairement à ce que l'on pourrait croire, même les postes bureautiques ont besoin de performances 3D dignes de ce nom. En effet, les systèmes d'exploitations utilisent de plus en plus la carte 3D pour l'affichage et les applications 3D sont de plus en plus présentes dans l'entreprise (PLM, serious games, e-learning, visualisation 3D de produits). La politique des directions informatiques favorise cette fracture. Dépourvus de cartes 3D, la gestion de parc informatique se trouve soulagée de la maintenance des drivers et fait une économie sur le prix d'achat des PC.

L'avenir - tout proche - consistera probablement en une amélioration des performances des puces 3D car il y a des besoins ! Quant au débat initié par Intel - à savoir si le Ray Tracing n'est pas la solution à privilégier - nous constatons que les architectures des cartes 3D actuelles sont déjà supérieures au x86 en matière de Ray Tracing (Cf. iRay, OpenCL Ray Tracing,...). Les shaders programmables ont amené dans les années 2000 une grande richesse d'effets visuels. Nous pensons que cette évolution - dictée par l'industrie du jeu - a mené vers une impasse : certains effets visant à reproduire plus de détails géométriques n'étaient pas beaucoup plus rapides que le modèle détaillé ! Aujourd'hui, la puce 3D est si adaptative qu'elle accélère même les voxels ! Il s'agit d'un mode de représentation de données 3D qui va probablement élargir ses champs d'applications. Donc pour résumer, nous pensons que la carte 3D doit avant tout rester une carte 3D car les besoins ne sont pas comblés ! Et si certains constructeurs pensent que le marché est trop étroit ; ils peuvent trouver de nouveaux débouchés en réduisant la "fracture 3D". Car si la situation se prolonge, les smartphones disposeront de sous-ensembles graphiques plus performants que les PC d'entreprise !

Nous pensons que dans les prochaines années, les cartes 3D pourront enfin afficher des modèles très complexes : des scènes contenant des centaines de millions de polygones texturés et sauront gérer de manière transparence la complexité des modèles. Le fossé entre pré-calculé et temps réel va se combler : les effets de compositing tels que ceux présents dans Combustion ou After Effetcs pourront être appliqués en temps réel via la carte 3D. Il est en revanche urgent que les softs 3D suivent enfin cette évolution matérielle. Que penser de Softimage et de SideFX qui ciblent le CPU comme seul processeur pour leurs effets spéciaux ?

La stratégie d'AMD - qui a racheté ATI - est certes moins ambitieuse que celles de ses deux concurrents, elle n'en est pas moins interessante pour les utilisateurs. Les dernières puces 3D AMD apportent des améliorations notoires en terme de qualité de rendu : depuis plusieurs décénies l'un des problèmes de la rasterisation est que le z-buffer ne trie pas les textures comportant de la transparence. Ce problème persistait ; mais la dernière génération de puces Radeon règle définitivement cette épineuse lacune. Autre axe dans la politique d'AMD : le support des technologies Open Source. Ainsi, contrairement à nVidia qui cherche à assoir sa position dominante en multipliant les initiatives propriétaires - AMD soutient l'OpenCL (alors que nVidia tente d'imposer CUDA limité aux seules cartes du Caméléon), AMD accélère donc les moteurs de physique via OpenCL (Cf. Bullet, alors que nVidia limite l'accélération matérielle de PhysX aux GeForce/Quadro). Il est visiblement plus facile de prôner l'ouverture lorsque l'on est outsider que lorsque l'on a un leadership à défendre. Toujours est-il que la stratégie d'AMD profite aux utilisateurs et aux normes ouvertes.

Quelle sera l'architecture des PC dans dix ans ? Quel rôle restera-t-il au processeur ? Si les cartes graphiques continuent leur progression, le CPU malgré la mutiliplication des cores sera de moins en moins utilisé. Pour cela, il faut que la puissance du GPU soit adressable de façon transparente pour les développeurs. Mais quelle sera l'utilité des CPU dans ce cas, deviendra-t-il marginal ? Regardons les choses attentivement : même si nos systèmes d'exploitation sont de plus en plus complexe et nécessitent une puissance de calcule toujours plus importante, l'affichage 3D est sans aucun doute la tâche qui nécessite le plus de calcul aujoud'hui. Les autres disciplines qui requièrent de grandes puissances de calcul se sont toutes penchées vecs le GPU : traitement video, traitement d'image, compression, calcul scientifique, mécanique... Même les équipements embarqués tels que les smartphones disposent d'un GPU ! Dans cet échiquier, la puce 3D va devenir prédominante. Ce n'est pas un hasard qu'AMD s'est durablement endetté pour mettre la main sur ATI.


Les Softs 3D DCC
Autodesk règne désormais en maître dans le domaine. L'évolution de son produit phare - 3ds max - semble acquise. Mais qu'en est-il pour Maya et Softimage ? Toujours est-il que l'architecture de ces deux derniers produits est plus récente et autorise encore de belles progressions. Il suffit de voir le dernier logiciel 3D : Core (évolution de Lightwave) qui semble tout droit inspiré de l'architecture de Softimage ou de Houdini ! Mais les softs 3D doivent évoluer plus rapidement vers une productivité accrue. Les softs 3D font parti d'une chaîne et les différents maillons ne communiquent pas efficacement ensemble. Photoshop pourrait être beaucoup plus efficace en matière de texturing, les softs DCC devraient pouvoir mieux dialoguer avec les moteurs de jeux, les logiciels de compositing, etc.

Pour faire ce constat, il suffit de regarder le travail d'une équipe, d'examiner les opérations et de constater les taches répétitives et improductives. Les éditeurs semblent fonder les évolutions logicielles sur une stratégie décousue et beaucoup de fonctionnalités sont introduites précipitamment. Le contexte économique ne favorise pas les grands investissements, c'est pourquoi les nouveautés sont rarement structurelles. Les éditeurs sont attachés à suivre un rythme de renouvellement annuel afin de réaliser des revenus récurants. Le système de souscription d'Autodesk permet ainsi de fidéliser ses clients et pousse à la mise à jour.

Bien sûr, lorsque l'on regarde les chefs d'oeuvres réalisés avec ces logiciels, on peut trouver mes propos rabat-joie. Mais, je persiste à penser que la créativité et la productivité sont réduits par ces logiciels qui se copient les uns aux autres, en oubliant souvent l'utilisateur. Les prochains softs devraient intégrer le GPU dans le calcul des images et de la physique. Le développement visuel tel que Houdini ou Softimage ICE devrait se répendre à tous les étages des logiciels 3D. De plus, un très gros effort reste à faire pour faciliter les échanges CAO et DCC : la retopologie devrait être 100% automatique.

Les échanges et les formats 3D
Remi Arnaud co-inventeur du format Collada déclarait à 3d-test que "COLLADA sera un succès le jour ou les données seront libre de circuler entre toutes les applications, de façon transparente et fidèle. Ce jour là les outils de création, le web et les applications sur toutes les plateformes fonctionneront magiquement, sans avoir à faire le moindre export/import, et seul les experts techniques seront que COLLADA existe". Aujourd'hui la réalité est très éloignée de ce vœux. Cela n'est pas un problème réservé à la 3D : si vous exportez une image Photoshop vers Flash vous perdez certains styles ! Avec la 3D les problèmes d'import/export sont chronophages. Sur ce thème, je suis très perplexe et peu enthousiasme : Autodesk tente d'imposer le FBX, mais ce format d'échange ne semble pas satisfaire tous les protagonistes. Quant au Collada : l'épreuve de la réalité est moyennement encourageante. A qui la faute ? Premièrement, les softs 3D ont des fonctionnalités différentes, une partie de ses différences explique ces problèmes d'import/export. Deuxièmement, les spécifications des formats 3D ne sont pas correctement implémentées. Troisièmement, les logiques propriétaires visent à introduire des technologies incompatibles. Pourtant, si Mudbox, 3ds max, Maya, Softimage pouvaient échanger facilement et fidèlement leurs données, peut être que certains studio achèteraient plus de licences ?
Franchement, je ne vois pas comment les choses vont s'améliorer sur le front des échanges de données 3D. Les éditeurs redoublent d'efforts et de mauvaise fois pour créer des pseudo formats ouverts. Cela rend notre secteur d'activité plus obscure et ça l'enferme. Quelques lueurs cependant pourraient bousculer cet état de fait : Adobe avec ses filtres très puissants pour ouvrir les formats CAO donne du fil à retordre aux éditeurs et Google pourrait bien avec Google warehouse ou SketchUp imposer un peu plus d'ouverture.


A l'horizon de cette nouvelle décennie, je pense que les initiatives très louables telles que le webGL ne sont pas prêt de s'imposer. Avant que tous les navigateurs soient compatibles il faudra des années - d'autant plus que Microsoft va tout faire pour retarder l'intégration de webGL dans Internet Explorer. En revanche, Flash 3D et une nouvelle technologie pour jouer dans son browser (Unity3D, ou bien un moteur 3D tel que celui déployé pour QuakeLive) ont toutes leurs chances ; pour peu que certains éditeurs soient un temps soit peu ambitieux.
Au vue des ventes de l'iPhone et surtout de iPod Touch pendant les fêtes de 2009-2010, il est probable que dans une poignée d'année, le PC essaye de rattraper ce type d'équipement qui présenteront des interfaces utilisateurs, des performances d'affichage 3D beaucoup plus homogènes. Le PC - ce vaste enchevêtrement de technologies accumulées depuis trente ans - va devoir se rationaliser et se simplifier autour de composants clés que sera la puce 3D multi-usages. Les applications en ligne (photoshop.com, Google document...) vont avoir besoin - tôt ou tard - de performances 3D décentes. WebGL et Flash 3D auront alors un but et se développeront ; à moins que les éditeurs de jeux vidéo envahissent le navigateur bien avant eux !

Pour conclure, voici donc nos "prévisions" :

entre 2010-2015 :
- monté en puissance de Flash 3D,
- à partir de 2013 : les navigateurs HTML 5 supportent nativement webGL et la technologie devient standard, développement des "OS web" et OS embarqués.
- "mini" logiciels DCC 3D en ligne grâce à Flash ou HTML 5
- refonte de 3ds max (il était temps !),
- les puces 3D pour smartphone à l'horizon 2015 seront équivalentes au milieu de gamme actuel (ATI Radeon 5750),
- meilleures performances des PC bas de gamme : AMD Fusion (puce 3D intégrée au processeur x86), intel va améliorer les performances de ses chipsets soit avec une évolution interne de leur gamme ou bien en intégrant des puces telles que celles de PowerVR,
- le GPU va mieux collaborer avec le CPU. Le GPU va pouvoir être adressé directement, généralisation de la programmation GPU. Le rôle du CPU va devenir de plus en plus "basique",

- augmentation de la résolution des écrans (4000x3000),
- amélioration de la cholorimétrie des écrans (HDR),
- écrans à large champs de vision (écrans courbés ou en arc de cercle, pour une vision immersive),
- disparition du LOD, performances 3D suffisantes pour afficher des milliards de polygones texturés à 25 fps,
- faible progression de la réalité augmentée, réalité virtuelle et 3D stéréoscopique,
- imprimante 3D monochrome à moins de 5000 $.

entre 2015-2020 :
- le jeu en ligne directement dans le navigateur ou à travers des applications RIA,
- changements dans l'architecture du PC (au niveau de l'adressage de la mémoire : unification RAM et VRAM, au niveau CPU/GPU),
- systèmes d'exploitation à l'interface "full 3d",
- les performances des équipements embarqués deviennent la norme. Le téléphone portable devient console, PC standard. Les PC bas de gammme empreinte les composants des équipements embarqués, tandis que les PC haut de gamme sont réservés à des tâches avancées,

- convergence pré-calculé/temps réel, le précalculé disparait pratiquement, seuls quelques studio (cinéma + images fixes d'architecture) l'utilise encore.
- imprimante 3D couleur à moins de 4000 $.
- les disques durs magnétiques sont utilisés pour la sauvegarde, tandis que la mémoire SSD le remplace au quotidien.

 


liens :

Voxels : http://www.ericchadwick.com/portfolio/glossary/examples/voxels.html
Moteurs 3D sur iPhone : http://www.anandtech.com/gadgets/showdoc.aspx?i=3695
Bullet OpenCL : http://bulletphysics.org/Bullet/phpBB3/viewtopic.php?f=4&t=4495&sid=599d833f2ee6441cac1a5527a9da0da2

 
 
  Search on 3d-test with Google
      A PROPOS DE 3D-TEST            INFORMATIONS LEGALES               LINKS              TRANSLATE WITH GOOGLE
 
© 2001-2007 3d-test, Panorama of web 3D technologies, 3d-test is edited by Westimages Realtime 3D Solution Provider