Aller au contenu principal
Markus Gross est l’un des experts les plus réputés dans le domaine des images de simulation par ordinateur. © Kostar Maros

«Nos explosions sont super cool»

Markus Gross, professeur d’informatique à l’EPFZ, dirige également Disney Research Studios à Zurich, où le transfert de technologie est destiné à des productions grand spectacle.

Markus Gross, serons-nous bientôt accueillis par des avatars chez le concessionnaire auto ou au magasin d’ameublement?

On ignore encore si cette possibilité plairait aux clients. Techniquement, par contre, c’est déjà possible. Deux de mes collaborateurs ont lancé une start-up à partir de ce concept. Leur société Animatico développe des personnages numériques auto-apprenants pour le commerce de détail et l’hôtellerie. Les avatars à l’écran reçoivent les visiteurs et interagissent librement avec eux. Ils déduisent les souhaits de leurs interlocuteurs à partir de ce qui est dit et du ton de la voix. Il s’agit ici d’écrans intelligents qui établissent spontanément une connexion avec le spectateur.

Pascal Bérard est l’un des fondateurs d’Animatico. Encore récemment, il était doctorant à l’EPFZ et travaillait sur des projets pour Disney Research Studios (DRS). Qu’a-t-il réalisé à ce poste?

Connaissez-vous l’épisode de Star Wars Le Réveil de la Force? Il y a là une princesse pirate du nom de Maz Kanata. Le personnage est entièrement animé par ordinateur, mais ses yeux ont l’air humains. Les yeux ont été animés avec un logiciel développé par Pascal. En 2017, le magazine Forbes l’a placé sur la liste des meilleurs scientifiques européens de moins de 30 ans pour cette réalisation.

Votre Computer Graphics Laboratory (CGL) travaille avec Disney depuis 2008. Comment cette collaboration est-elle née?

L’excellence technique reconnue de l’EPFZ et la réputation de notre laboratoire sont à la base de cette coopération. A cela s’ajoute la grande qualité de vie à Zurich. Disney est à la recherche des meilleurs talents du monde, et vous ne pouvez les recruter que s’ils ont envie de vivre là où se situe l’entreprise. Et puis il y a les contacts personnels…

Quels contacts personnels?

Je connaissais Ed Catmull, l’un des cofondateurs de Pixar. Après le rachat de Pixar par Disney, Ed est entré à la direction de la compagnie et Steve Jobs a rejoint le conseil d’administration. Là, il a plaidé pour la création de laboratoires de recherche pour Disney dans le monde entier. A Zurich, nous l’avons emporté sur Pittsburgh. L’implantation de Disney est un coup de chance pour nous.

A quoi ressemble le travail avec Disney au quotidien?

Disney Research Studios emploie 50 scientifiques et ingénieurs à deux pas de l’EPFZ. Une trentaine de doctorants et post-doctorants travaillent au CGL. Je gère les deux institutions. En outre, un nombre variable de doctorants de l’EPFZ participent à des projets. La propriété intellectuelle issue de cette collaboration – plus de 100 brevets au cours des dix dernières années – est partagée entre Disney et l’EPFZ.

Le savoir-faire de votre laboratoire est commercialisé non seulement par Disney, mais aussi par dix spin-off. Vous souvenez-vous du premier projet?

Bien sûr. Il y a presque vingt ans, Cyfex fabriquait et commercialisait des applications pour la technologie médicale. Le logiciel utilise les images 3D d’une oreille moyenne ou d’une dent pour créer des reproductions qui peuvent être utilisées, par exemple, pour créer des prothèses dentaires ou des appareils auditifs. Aujourd’hui, quelque 30 000 laboratoires travaillent avec des outils Cyfex dans le monde.

2008 a été une année décisive pour vous, et pas seulement grâce à la coopération avec Disney. Qu’est-il arrivé?

Cette année-là, nous avons mis en ligne Wavelet Turbulence. Ce logiciel open source génère des effets d’explosion et de fumée très réalistes. Ce développement a fait l’effet d’une bombe dans l’industrie cinématographique. Peu de temps après sa sortie, Wavelet Turbulence a été utilisé dans la superproduction Avatar. Il est maintenant considéré comme un standard industriel.

Comment est-ce qu’on recrée une explosion?

Tout commence toujours avec la physique. Vous devez comprendre ce qui se passe lorsque de grandes quantités d’énergie sont soudainement libérées: température, pression, débit d’air, particules, vitesse. Cela nécessite des équations de flux physiques d’une grande complexité mathématique. C’est pourquoi nous avons dû simplifier. Nous avons calculé l’explosion en basse résolution et ajouté les détails de la turbulence par la suite. Ce sont ces petits tourbillons qui refroidissent les explosions. Nous gardons toujours à l’esprit l’objectif d’origine: produire des outils pour les professionnels de l’animation. Une explosion doit avoir l’air réelle à l’écran, mais sans coûter trop cher.

Qu’est-ce qui coûte cher dans l’animation par ordinateur?

La puissance de calcul. Une seule image dans un film d’animation nécessite plusieurs heures de calcul par ordinateur.

L’Academy of Motion Picture Arts and Sciences vous a décerné un prix scientifique et technique pour Wavelet Turbulence. Puis, cette année, vous avez remporté un deuxième Oscar technologique. Pour quel projet au juste?

Le projet Medusa porte sur ce qu’on appelle la motion capture, la création de modèles 3D de visages réels et de leurs mouvements. Nous sommes confrontés à deux défis. Tout d’abord, la peau réagit à la lumière comme l’eau ou la neige: elle réfléchit un déferlement d’informations. Deuxièmement, chez le public, l’acceptation de personnages animés n’augmente pas de manière linéaire. On ne passe pas d’un seul coup du dessin animé à l’image humaine. Si un avatar numérique devient trop humain sans être parfait, il devient effrayant. On nomme cet écueil uncanny valley («vallée étrange»). Nous avons surmonté cette vallée étrange avec Medusa. Les fées du spectacle 3D Maleficent sont 100% synthétiques, mais elles se connectent avec le spectateur de manière émotionnelle.

Quelles émotions sont les plus difficiles à reproduire?

C’est une bonne question. Les sentiments archaïques tels que le dégoût ou la peur sont ressentis par tout le monde à peu près de la même façon. Cela facilite le travail. Tout ce qui a trait à l’humour est plus difficile, car les blagues ont souvent un arrière-plan culturel. Fondamentalement, en tant que développeurs, nous devons comprendre comment les gens expriment et perçoivent les émotions. Pour cela, nous travaillons également en collaboration avec des psychologues.

CatchEye, l’un des projets dérivés les plus récents de votre laboratoire, utilise la technologie d’animation pour améliorer la vidéoconférence. Comment cela fonctionne-t-il exactement?

Les conversations via Skype ou FaceTime souffrent du fait que les participants ne peuvent pas établir de contact les yeux dans les yeux. Claudia Plüss et Jan Rüegg ont donc développé un logiciel qui traite les images des vidéoconférences en direct, de manière à ce que les participants aient l’impression que l’autre personne les regarde dans les yeux. C’est un grand pas en avant, car nous savons tous que les yeux jouent un rôle clé dans l’établissement de relations de confiance.

Quel est votre lien avec vos spin-off?

En règle générale, je reste investi dans le projet, mais je siège rarement au conseil d’administration. J’apporte mes connaissances et mes relations. Je suis une sorte de business angel. En même temps, mon expérience et les différents «exits» que j’ai déjà connus me donnent une crédibilité auprès des investisseurs dont bénéficient les spin-off.

Pour la première fois cette année, l’EPF de Zurich a dépassé l’Université de Cambridge dans un important classement des universités. Qu’est-ce que ce succès représente pour vous?

Les classements prennent de plus en plus d’importance. A cet égard, nous sommes très contents. D’un autre côté, il n’est pas déterminant que vous soyez premier, deuxième ou quatrième. Vous ne pouvez pas gagner la Champions League chaque année. Ce qui est décisif pour nous et pour le site de Zurich, c’est que nous faisons partie du top 10 depuis des années.


L’expert

Markus Gross (56 ans) est l’un des experts les plus réputés dans le domaine des images de simulation par ordinateur. Originaire de la Sarre, en Allemagne, il en­seigne l’informatique à l’EPFZ depuis 1994. En 1996, il fonde le Computer Graphics Laboratory (CGL). Durant ses loisirs, il fait de la moto. Il aime écouter de la musique jouée au piano, en particulier les standards du jazz américain.


Le découvreur

Professeur à l’EPFL, Philippe Renaud garde des attaches avec Mimotec, spin-off issu de son équipe. L’entreprise de Sion utilise une technologie développée dans son Laboratoire de microsystèmes 4 (LMIS4). Quelque 45 employés produisent des microcomposants métalliques, notamment pour l’industrie horlogère. «L’équipe de Mimotec, réunie autour d’Hubert Lorenz, s’est développée de manière organique. La firme connaît un grand succès», se réjouit Philippe Renaud.

La compétence centrale du LMIS4 se situe à l’intersection entre les microsystèmes, la biologie et la médecine. Mimotec en a été le premier spin-off, en 1998. Depuis, 14 autres ont suivi. Des valeurs sûres telles que Abionic et Biocartis qui figuraient régulièrement dans le TOP 100 des start-up durant leur phase de démarrage. Le dernier spin-off en date est Volumina Medical, lancé l’an dernier. La firme développe des biomatériaux pour la chirurgie plastique et a déjà levé 3 millions de francs suisses en capital-risque. Philippe Renaud n’intervient qu’en tant que consultant auprès de la start-up. Ce sont ses anciens étudiants Amélie Béduer et Thomas Braschler qui en sont les moteurs.

Avant son engagement à Lausanne, Philippe Renaud a travaillé au centre de recherche IBM à Rüschlikon et au CSEM à Neuchâtel. Cet homme de 60 ans se décrit lui-même comme un découvreur. Il est fasciné par les limites de ce qui est techniquement faisable. «Je suis extrêmement curieux. Dès que les choses fonctionnent, elles ne m’intéressent plus», sourit-il.

Le Neuchâtelois ne revendique aucune stratégie dans la gestion des spin-off. Selon son analyse, la concurrence mondiale est de plus en plus intense, tandis que les entreprises pensent sur une base trimestrielle. Les compagnies se retirent donc de la recherche fondamentale à long terme et, en matière d’innovation, elles dépendent de l’acquisition de technologies. Un fonctionnement qui présente des opportunités pour les gens qui ont des idées. «Dans une telle situation, tout chercheur doué présentant un bon projet a des chances de trouver des partenaires, des investisseurs ou des clients.»