Mémoire de fin d'études - 3D temps réel

L'avenir d'une technologie en plein boum

Voici le mémoire que j'ai réalisé pour l'obtention du diplôme d'Ingénierie Conception et Développement à l'E.S.G.I

L'objectif du mémoire est de répondre à une problématique en s'appuyant sur des sources scientifiques.

Ce mémoire à été réalisé en 2004. Je le précise car quand je le relis j'ai l'impression que les technologies que je citais sont déjà dépassées. Effectivement, si je devais refaire ce mémoire aujourd'hui je parlerais des PPU (Physique Processor Unit), des processeurs multi-coeurs, du SLI/CrossFire.. je ne saurais plus où donner de la tête 8)

Problématique

Les ordinateurs sont apparus dans les années 1950. Ils ont permis de réaliser des calculs automatisés. A partir de ce moment, les chercheurs ont travaillé sans relâche sur l'optimisation des algorithmes, et la technologie informatique n'a fait que des progrès constants.

Dès le début, les chercheurs sont passionnés par le développement de jeux-vidéo interactifs. D'abord, le morpion sert de test pour les ordinateurs militaires, ensuite 'Tennis for Two' est le premier jeu réalisé par un civil en 1958. Très vite on se rend compte que la représentation graphique d'un phénomène sur un ordinateur peut être très utile dans de nombreux domaines, comme la médecine, les archives de cartes routières etc..

Dans les années 1980, les ordinateurs personnels ouvrent les portes de marchés très prometteurs pour les entreprises qui sauront toucher le grand public. L'industrie du jeu-vidéo se met en place et avec lui les technologies graphiques font des progrès titanesques dans un marché concurrentiel. Les ventes d'ordinateurs explosent. Les constructeurs suivent le pas, et la loi de Moore se vérifie depuis plus de 20 ans.

Ce phénomène nous amène dans les années 1990 avec des ordinateurs grand public suffisamment puissants pour envisager de réaliser des applications 3D temps réel. Les bibliothèques 3D font leurs apparitions. Les premiers vrais jeux 3D sont développés sur pc. Le public est emballé par ce nouvel univers virtuel.

Plusieurs consortiums se développent autours des grands acteurs de la 3D temps réel. Les constructeurs et les développeurs se mettent d'accord sur les améliorations à apporter afin de garantir une qualité technologique. L'Internet permet de créer des communautés de passionnés de 3D qui aident aussi beaucoup à son développement.

Dix ans plus tard, le marché du jeu-vidéo dépasse celui du cinéma. Les technologies 3D s'adaptent à l'Internet. Un consortium spécial 3DWeb se forme afin de faire évoluer cette nouvelle dérivée technologique.

La 3D temps réel évolue donc très rapidement, surtout ces 10 dernières années. Nous pouvons nous demander qu'elle sera son avenir. Pour répondre à cette question nous allons étudier l'évolution hardware des cartes accélératrices 3D, les librairies de développement actuellement sur le marché et les domaines d'applications pour lesquels la 3D à su prouver son intérêt.

Nous pourrons ainsi nous faire une idée de ce qui est techniquement possible de réaliser afin de conclure sur le futur de cette technologie à court, moyen et long terme.

Plan:

Problématique 3
Remerciements 5
Introduction 6
Historique 8
Hardware 31
- Architecture de la GeForce 6800 Ultra 31
- Architecture de la ATI Radeon X800 41
- Comparaison ATI/nVidia 50
Software 58
- Direct3D/OpenGL 58
- HLSL 69
- VRML/X3D 84
- Java3D/JOGL 94
- Les derniers effets 3D à la mode 102
- Techniques d'optimisations 108
- Les dernières technologies de l'image de synthèse 110
Domaines d'applications 115
- Le Web en général 115
- Aide à la médecine 120
- Cartographie 122
- Les jeux-vidéo 3D interactifs 122
Conclusion 125
Bibliographie 126
Webographie 127

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