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A propos d'Obligement
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David Brunet
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Divers : Simulation d'une clinique de chirurgie ambulatoire
(Article écrit par Christian Seron et Stephen Woods et extrait d'Ami-GrafX - avril 1995)
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Comme d'habitude, nous ouvrons nos colonnes à des graphistes qui ont fait une réalisation importante
en image de synthèse. C'est encore dans le sud de la France que nous les avons trouvés !
Une lumière dans l'obscurité et l'imaginaire devient réalité...
- Nom : Seron.
- Prénom : Christian.
- Profession : infographe.
- Spécialités : communication, montage audio-vidéo.
- Adresse : 5 rue Alfred de Vigny 30320 Marguerittes.
- Particularités : un peu belge, un peu infographe, très amigaïste ! Autodidacte par obligation !
- Matériel : Amiga 4000/040, 36 Mo de mémoire, carte CyberStorm 040, VLab Motion, disque dur 2 Go.
- Nom : Wood.
- Prénom : Stephen.
- Profession : infographe.
- Spécialités : modélisation, animation 3D.
- Adresse : 15 rue du 13 Mars 30100 Alès.
- Particularités : perfectionniste.
- Matériel : A3000, 25 Mo de mémoire, carte Mercury 040, disque magnéto-optique de 600 Mo, disque dur 650 Mo,
Impact vision et OpalVision.
Introduction
Suite à un léger accident, je me suis retrouvé à l'hôpital avec la main droite cassée ; peu banal
pour un infographe, droitier de surcroît. C'est là que j'ai eu connaissance du futur projet de
création d'une nouvelle clinique dite de chirurgie ambulatoire : ValMedica.
Ce centre est une innovation médicale liée au progrès de la chirurgie, à l'évolution des techniques et
à la nécessité de mieux maîtriser les dépenses de santé.
Qu'est-ce que l'hospitalisation ambulatoire ?
L'hospitalisation ambulatoire, dénommée anesthésie ou chirurgie ambulatoire ou encore, hospitalisation
de jour, est une modalité de prise en charge des patients devant bénéficier d'une intervention chirurgicale
différente de l'hospitalisation complète dans la mesure où la durée d'hospitalisation est inférieure
à 12 heures.
Dès son admission et tout au long de son hospitalisation, le patient préparé est installé sur un
chariot opératoire lui permettant d'emprunter le circuit chirurgical. Il ne quittera ce chariot que
pour sa sortie !
Pourquoi faire une simulation de clinique ?
L'originalité vient du fait que c'est un chariot (brancard) qui ballade les spectateurs en
salle d'attente (futurs patients, accompagnants...) dans la future clinique, tout en leur donnant
un maximum d'explications sur l'intervention ainsi que le circuit qu'ils emprunteront.
Le défi était de taille. Il fallait, à partir d'un plan 2D d'architecte, créer une simulation 3D
d'une ballade dans un espace de 750 m2 qui n'existait que sur papier. L'ensemble
devait servir de support de présentation sous forme de cassette vidéo projetée en salle d'attente
aux futurs patients, sur fond sonore, voix hors champ explicative et bouclage 3 heures.
La modélisation
Il fallut tout modéliser sans aucun support car rien n'existait : fenêtres, portes, tables,
sièges, plantes, ordinateurs, VT, téléphones, comptoirs accueil, vitres, WC, etc.
sur seules explications des chirurgiens.
Disposant donc de peu d'informations, et peu ou pas de documentation sur le matériel technique, à
savoir : cyalitique, brancard, oscilloscope, matériel de réanimation, gaz médicaux, monitorage
et j'en passe... je me suis cassé l'autre main (la gauche) afin de pouvoir approcher ces drôle
de bébêtes que sont les médecins, leur petit monde, leur langage propre à eux (décodeur obligé !).
Étape primordiale afin de pouvoir modéliser l'ensemble de l'équipement technique spécifique à la
chirurgie : brancard, grilles d'aération, compresseurs d'oxygène et protoxyde d'azote, plafonds, etc.
Utilisation de brosses pour le sol, les murs et les vues extérieures des fenêtres.
Réglage des lumières "spots" et prévision de la vitesse de déplacement de la caméra.
Tous ces points sont autant de problèmes qu'il a fallu résoudre (d'ailleurs, on
attendait spécialement Imagine version 3.1 pour l'importation d'images numérisées dans le
Detail Editor).
Bâtiments en 3D
Pour les bâtiments en 3D, aucun réel problème, mis à part la fonction "MAKE/Soft-edges". En effet,
si l'on ne passe pas les murs en "soft" puis pour les parties vives ("edges") en "hard edges",
Imagine entame bêtement un listage Phong sur toute la partie de la construction. ce qui a pour
effet de donner une apparence et des "tâches de lumière" pas très réalistes. Ceci est valable
pour beaucoup de variétés d'objets, particulièrement les faces planes ou les edges "intérieurs"
et les arêtes en "hard".
Pour ce faire :
- Sélectionnez l'objet en "Pick groups".
- Sélectionnez le mode "Pick-edges" puis sélectionnez (en drag-box) tous les points
puis faites "Make/Soft-edges".
- Cliquez dans le vide pour désélectionner, puis sélectionnez "edge filter",
après quoi une requête apparaît : laissez les paramètres par défaut (min angle 30,
maxi = 180), ce qui veut dire qu'à partir de 30°, les angles seront en "Sharp" ou
"arêtes visibles".
- Vous voyez alors que seules les arêtes des angles sont sélectionnées : faîtes ensuite
"Make/Sharp-edges" et c'est tout !
Pour finir la construction du bâtiment 3D, il faut un modeleur digne de ce nom, et on a beau
critiquer Imagine... cherchez par exemple la fonction "Hide-Points" pour cacher des points
gagnants, etc. sur d'autres logiciels !
Les lumières
Dans notre bâtiment (une clinique), il y a beaucoup de lampes "spots", environ une centaine. On
avait commencé les essais avec des lampes "diminus H-intensity" qui diminuent de 1/4 tous les
250 Imagine units et ça n'allait pas car à certains endroits, il nous fallait du sombre et
certains murs étaient quand même clairs (Imagine a une méchante tendance : accumuler les sources
lumineuses). On a alors recommencé avec les mêmes lampes, mais réglées en "controlled fall-off".
Résultat impeccable et très proche de l'éclairage réel. La seule chose est que nous avons quatre
brosses qui font 1 Mo chacune à peine et 5,5 Mo d'objets en moyenne, ce qui fait qu'après initialisation
(en "scanline", lignes de balayage) on devrait consommer 12 ou 13 Mo pour le calcul. Il n'en est rien !
20 Mo pour le calcul, entre 8-10 Mo pour les lampes. C'est bon à savoir.
PS : un ami qui travaille sur Explore TDI m'a dit que c'était normal sur les logiciels
de synthèse.
Spline-interpolation et velocity-scaling
Depuis la version 3.0 d'Imagine, les auteurs ont ajouté de nombreuses "astuces" comme les interpolations
entre points clos par splines. C'est un gros avantage par rapport aux chemins qui ont des inconvénients
dans des parcours longs :
a. On ne peut faire une scène de 1500 images (une minute) où la caméra suit le chemin et, si l'on veut la
prolonger à 2250, tout en suivant le même chemin, il faut d'abord rallonger le chemin proportionnellement
à la longueur de la durée de la scène (2250), donc 2250/1500 = 1,5 (on a pris un chiffre pour l'exemple).
Le nouveau chemin devra donc faire 1,5 fois la longueur du chemin initial. Allez dans "A/P" (Path-Info) qui
vous donne la longueur en Imagine units. Inutile de vous préciser que ça, c'est la théorie, mais que dans
l'animation (si vous aviez déjà 1500 images avant) vous ne pourrez jamais retomber juste, sinon : recalcul !
b. Pour les clés par interpolations par spline, au contraire, aucun problème pour rallonger l'animation
(1er point).
c. On peut faire des accélérations où l'on veut (images clés).
d. La seule combine consiste à mesurer en vue de dessus (conseil : si vous faites un bâtiment,
réglez les murs à 250, par exemple, et une grille à 100 ou 500 (100 = 100 cm + 1 m) et voir
toujours en vue de dessus de combien avance la caméra (toujours en Imagine units). Exemple :
la caméra à l'image 1 est à une certaine position d'où vous pouvez, de cette manière, prévoir
la vitesse de la caméra dans la sortie finale (25 images/s) :
150 images = 6*25 = 6 secondes
6 sem...10 heures
60 s = 1 unit = 100 heures
60 min = 1 heure = 100*60 = 60 km/h
Inversemet, si vous voulez du 10 km/h en prise de vue en mouvement ("travelling") : 10 000 m/3600 = 3 h/s
Le rendu
Avec 36 Mo de mémoire, nous avons dû bidouiller, effaçant ou faisant apparaître au fur et à mesure
des besoins de la scène : les objets, lampes, murs, sol, plafonds, afin d'avoir assez de mémoire
pour le rendu.
Il nous a fallu 53 jours complets sur deux machines (un Amiga 3000 et un Amiga 4000) pour calculer
les 6300 images. Le montage final a été réalisé avec la VLab Motion et pèse compressé en JPEG
plus de 600 Mo, soit 4 minutes 10 secondes !
Voilà donc une réalisation professionnelle, digne de l'Amiga.
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