Comment 'Avatar: The Way of Water' a résolu le problème de l'eau CGI

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Presque tous les plans de mer du blockbuster sont numériques. Mais les faire paraître réels via la capture de performance a conduit à une étape importante dans la technique.

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Par Darryn King

Pour l'original "Avatar", le scénariste-réalisateur James Cameron a largement utilisé la technologie de capture de performance de pointe. Cela a permis à son casting humain de représenter les extraterrestres de 10 pieds de haut, aux oreilles pointues et à la peau bleue appelés les Na'vi, les habitants d'une lune de la jungle nommée Pandora.

Il s'agissait d'effets visuels révolutionnaires dans une carrière de cinéaste qui n'en manquait pas, du tentacule d'eau scintillant dans "The Abyss" à l'assassin en métal liquide changeant de forme de "Terminator 2: Judgment Day" et un navire en grande partie généré par ordinateur, peuplé de passagers générés par ordinateur, dans "Titanic".

Avec sa suite tant attendue à "Avatar", Cameron s'est mis à explorer davantage Pandora. Le scénario, qu'il a écrit avec Rick Jaffa et Amanda Silver, décrit de nombreuses scènes dans l'eau et sous l'eau avec un clan Na'vi semi-aquatique appelé les Metkayina.

Lorsqu'il s'agissait de réaliser ces scènes aqueuses, il n'y aurait aucune des techniques habituelles de capture de performance "sec pour humide" d'Hollywood : des acteurs suspendus à des fils, simulant l'apesanteur, faisant de vagues mouvements de nage dans les airs. Selon les membres de l'équipe de Cameron, le réalisateur a insisté sur "mouillé pour mouillé".

"Il s'agit de la crédibilité de la performance de l'acteur", a déclaré Richie Baneham, superviseur des effets visuels de la société de production Lightstorm Entertainment de Cameron. "Si un acteur est véritablement dans l'eau, il y a une résistance visqueuse. Cela informe les choix de l'acteur. C'est ce que nous recherchons. C'est ce qui le rend réel."

"Avatar : la voie de l'eau", dont l'ouverture a eu lieu vendredi, représente une nouvelle étape dans l'évolution de la technologie des effets visuels : la capture de performances sous-marines.

Après quelques tests bruts - les premières expériences ont eu lieu dans la piscine d'arrière-cour d'un producteur "Avatar", Jon Landau - un réservoir de capture de performance a été construit dans les installations de Lightstorm Entertainment à Manhattan Beach, en Californie. Le réservoir mesurait 32 pieds de profondeur et contenait environ 90 000 gallons. (En revanche, le réservoir d'eau de mer construit pour "Titanic" contenait 17 millions de gallons.) En plus des plates-formes d'observation sur le pont, il y avait des fenêtres dans les murs de la piscine pour que les caméramans puissent filmer, donnant à l'endroit l'apparence d'un aquarium de laboratoire.

À la demande de Cameron, le réservoir a également simulé des vagues et des courants. "Oh, mon Dieu", se souvient Baneham en disant à ses collègues, "c'est juste devenu plus compliqué, les gars."

L'une des principales difficultés rencontrées par l'équipe était d'empêcher les lumières de studio suspendues d'interférer avec les données de capture de performances. Pour cela, Cameron a suggéré d'étendre une couche de petites boules de polymère sur la ligne d'eau, diffusant ainsi la lumière dans le réservoir tout en permettant aux acteurs de faire surface en toute sécurité. Il avait utilisé la technique de base pour simuler les profondeurs océaniques sombres dans "The Abyss".

Autre chose qui aurait malencontreusement perturbé la captation de la performance : les acteurs avec leurs satanés besoins respiratoires. Les membres de la distribution ont retenu leur souffle, non seulement pendant les prises, mais dans les instants qui ont précédé une prise. En plus d'obtenir leur certification de plongée, ils se sont entraînés avec un instructeur d'apnée, Kirk Krack. Kate Winslet détient fièrement le record d'apnée du casting : sept minutes et 14 secondes.

Pour le coup de pouce propulsif occasionnel dans l'eau, les artistes portaient des appareils de type jetpack. Il y avait des plongeurs de sécurité à portée de main et des bains à remous pour les acteurs entre les prises. Les acteurs principaux partagent également leurs scènes avec des danseurs et des gymnastes sous-marins professionnels.

Des tonnes de données de capture de performances ont été recueillies de cette façon. Pour l'étape suivante du processus, ces données ont été partagées avec les artistes de Weta FX, la société d'effets visuels que Peter Jackson a cofondée à Wellington, en Nouvelle-Zélande.

Ce sont les artistes de Weta qui ont transformé les artistes en combinaison en Na'vi. Ils ont également créé des environnements numériques luxuriants et détaillés, transportant l'action d'un réservoir chloré à un royaume sous-marin enchanteur, rempli de flore et de faune. Selon Weta, 57 nouvelles espèces de créatures marines ont été créées pour le film. Les artistes Weta ont également consulté des chercheurs de l'Université Victoria de Wellington sur la biologie des récifs coralliens. "Nous n'avons pas droit à un voyage gratuit aux Bahamas", a plaisanté un superviseur des effets Weta, Joe Letteri.

"Avatar : la voie de l'eau" est le plus grand projet d'effets visuels jamais entrepris par la société. Seuls deux plans dans tout le film ne contiennent aucun effet visuel.

Malgré toutes ces longues séances d'élagage de la peau dans le réservoir et les grandes quantités d'eau dans la suite, presque toute l'eau du film est générée par ordinateur. Sur les 3 240 plans d'effets visuels sur lesquels Weta a travaillé, 2 225 impliquaient de l'eau.

Pour donner vie à Pandora, l'équipe de Weta a dû devenir experte non seulement en hydrodynamique, mais aussi en rendu photoréaliste de ces physiques complexes. La façon dont l'eau éclabousse, clapote, pulvérise et sature - dans le langage de l'industrie - devait être « résolue ».

"Il y avait quelque chose comme 1 600 simulations d'effets majeurs différentes", a déclaré Eric Saindon, un autre superviseur des effets chez Weta. "Le bon écoulement des vagues sur l'océan, les vagues interagissant avec les personnages, les vagues interagissant avec les environnements, la fine pellicule d'eau qui coule sur la peau, la façon dont les cheveux se comportent lorsqu'ils sont mouillés, l'indice de réfraction de la lumière sous l'eau. Nous voulions que tout cela soit physiquement précis."

Dans le cadre de leurs recherches, l'équipe a filmé des centaines d'heures d'images de référence : les ondulations du vent à la surface de l'eau, les vagues frappant les rochers, le mouvement des algues. Saindon a engagé un ami pour se faire tremper devant la caméra afin que l'équipe puisse étudier les effets de l'eau sur les cheveux bouclés. "Notre piscine n'était pas la chose la plus chaude au monde. Je ne pense pas qu'elle recommencerait pour nous", a-t-il déclaré. Cameron lui-même a fourni des documents de référence sur ses propres plongées en haute mer.

Weta a été le pionnier des moyens de rendre les choses plus humides, déposant récemment une demande de brevet pour "des méthodes de génération de représentations visuelles d'une collision entre un objet et un fluide". Cette innovation a été particulièrement utile dans une séquence où un personnage humain, nommé Spider, émerge sur des rochers par un groupe de Na'vi, dégoulinant d'eau. Les plans mélangent des images en direct de l'acteur Jack Champion, qui a été filmé dans une piscine à vagues, avec le CG Na'vi.

Comme l'a souligné Saindon, l'eau simulée sur le Na'vi devait être aussi convaincante que l'eau réelle sur le personnage humain "parce que vous la comparez à un élément d'action réelle dans le même plan. Et nous ne voulons pas que vous y pensiez."

Une puissance considérable est également requise. Rien que pour cette scène, il a fallu deux semaines aux systèmes de Weta pour simuler uniquement le mouvement de l'eau. C'est avant les millions d'heures de processeur nécessaires pour rendre les graphiques. (La quantité totale de données stockées pour ce film était de 18,5 pétaoctets, tandis que "Avatar" nécessitait un pétaoctet.)

Une autre séquence présente des bateaux s'écrasant à travers des vagues entièrement simulées. "Tout le monde supposera que nous étions en pleine mer", a déclaré Saindon.

Si les résultats sont en quelque sorte spectaculaires, l'intérêt de ce genre de travail minutieux n'est pas d'attirer l'attention sur lui-même. "Il ne s'agit pas de moments fous qui crient" effets visuels ". Ce ne sont que des effets qui font que le film fonctionne", a-t-il déclaré. "Nous voulons juste que les gens regardent le film et soient emportés, et oublient que nous avons fait quoi que ce soit."

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