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la meilleure physique de l’eau dans un jeu vidéo, voici comment

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Depuis le 30 avril 2024, les joueurs sur PS5 peuvent désormais jouer à Sea of Thieves, l’une des exclu Xbox que Microsoft a beaucoup chéri ces dernières années. Pas étonnant avec ses 40 millions de joueurs, une communauté ultra active, un jeu qui a poussé Ubisoft à vouloir faire pareil, mais qui s’est complètement ramassé avec Skull & Bones, bref Sea of Thieves, c’est l’histoire d’un énorme succès que beaucoup de joueurs, mais aussi personnes dans l’industrie n’ont pas cru au départ. Parce qu’il ne faut pas oublier non plus que Sea of Thieves, c’est le projet du studio Rare, qui a connu pas mal de galères après son rachat par Microsoft en 2002. Ancien studio prestigieux quand il travaillait main dans la main avec Nintendo, Rare a enchaîné les déconvenues pendant presque 20 ans, se cherchant une nouvelle identité. Mais depuis quelques années, le studio a retrouvé ses lettres de noblesse, et peut même se targuer d’être le jeu avec la meilleure physique et le meilleur rendu de l’eau dans un jeu vidéo, même en 2024. Mais comment les développeurs ont-il fait ? C’est ce qu’on va voir ensemble.

Sea of ThievesSea of Thieves, c’est un jeu qui est d’abord sorti en 2018, sur Xbox One et PC, mais qui a reçu une mise à jour technique lorsque les Xbox Series sont sorties en 2020. A a priori, la version PS5 est du même acabit, l’exacte réplique. En fait, Sea of Thieves, ce n’est pas un jeu qui est cité pour ses qualités graphiques ni techniques, et il est vrai que vu comme ça, le jeu n’est pas super beau. On est loin des jeux photo-réalistes AAA qu’on peut voir habituellement, tel que Hellblade 2 ou Alan Wake 2 pour ne citer que ces deux jeux-là. Ça n’a d’ailleurs jamais été le but de Rare, qui a opté pour le part-pris graphique très cartoon, un peu dans l’esprit des jeux façon Fornite, l’idée étant sans doute d’attirer un certain public, assez jeune évidemment, permettant par la même occasion de s’acquitter de toutes les contraintes techniques si le jeu était un foudre de guerre et un jeu photo-réaliste. Donc, là le but n’est pas forcément d’en mettre plein les yeux et d’être une vitrine technologique, l’objectif, c’est que les joueurs s’amusent vite et bien, avec une fluidité constante et permanente.

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Malgré tout, il y a tout de même un élément technique et visuel sur lequel Sea of Thieves met à l’amende l’ensemble de l’industrie, c’est le rendu de la mer dans le jeu, sublime et techniquement impressionnant. Autant les graphismes sont un brin cubiques avec ce rendu, autant la physique de l’eau dans le jeu est exemplaire et ultra réaliste. Bien sûr, le rendu de l’eau affiche la même direction artistique que le reste du jeu, avec cet aspect très cartoon, mais c’est son rendu et sa physique qui est ultra grounded, ultra réaliste. Je vous laisse admirer les images, et vous les voyez depuis le début de cette vidéo, mais jamais un jeu vidéo n’a atteint un tel degré de réalisme dans la gestion de la mer, de l’eau ou d’un liquide dans un jeu vidéo. Et ça, c’était justement l’un des défis que le studio Rare a bien voulu relever lors de son développement. Forcément, pour un jeu de piraterie où l’on va passer 100% du temps sur la mer, Sea of Thieves se devait d’être irréprochable quant aux sensations obtenues en mer, sur un bateau. Et on peut le dire, le travail est tout bonnement saisissant. Qu’il s’agisse d’une mer d’huile, avec de la houle, ou en pleine tempête, c’est d’une maîtrise totale. Mais du coup, comment les développeurs de Rare ont-ils fait ? Qu’ont-ils compris que les autres n’ont pas saisi ? Pourquoi sont-il les maîtres dans ce domaine ?

Sea of Thieves

Première chose qui permet à l’eau d’être aussi réaliste dans Sea of Thieves, c’est pour commencer la gestion de la lumière, la manière dont l’éclairage de manière globle a été gérée dans tout le jeu. Puisque ce dernier joue avec les notions de cycle jour/nuit, mais aussi météorologiques, il fallait que les reflets dans l’eau soient le plus crédibles possibles, et c’est absolument le cas. Il suffit de jeter un oeil au moment du levée ou du coucher du soleil pour constater les effets qui se projetent sur la surface de l’eau, changeant considérablement l’ambiance d’une séquence, ou d’un moment. C’est tellement beau qu’on pourrait rester des dizaines de minutes devant, juste à contempler. Et c’était primordial pour Rare de pouvoir proposer un univers si contemplatif, qui pousse à l’exploration et à la découverte, puisque tout le système de jeu repose sur ce principe de partir à l’aventure. On voit une île au loin avec sa longue-vue malgré les grosses vagues qui se déchaînent ? Pas de problème, c’est aussi ça le challenge dans Sea of Thieves. Donner envie de se laisser guide par la découverte de l’inconnu.

Sea of Thieves

PLUS FORT QUE LE CINÉMA

Techniquement parlant, Rare s’est pas mal appuyé sur les techniques utilisées dans le cinéma, par les studios à Hollywood, mais il leur fallait cependant des outils qui puissent leur permettre d’avoir le contrôle total et surtout dynamique de l’eau. Forcément, un film, c’est un rendu pré-calculé alors que dans un jeu vidéo, c’est du temps réel. Et c’était d’autant plus important que la mer dans Sea of Thieves est à la fois un allié et un ennemi, surtout lors des combats. Il fallait prendre tout cela en compte et si le rendu est aujourd’hui si naturel et réaliste, sachez que les développeurs continuent de travailler dessus, en faisant parfois des mises à jour. Pour les amateurs de techniques et d’outils, sachez que Rare a fait appel à la techno du Vertex Displacement, qui permet de contrôler le mouvement du sommet des vagues, enfin du moins de l’eau de manière générale. C’est un travail commun et en communication permanente entre le CPU qui calcule les sommets du maillage, pendant que le GPU va détourner et déplacer les positions de chaque sommet pour créer le mouvement, l’ondulation, ce qui va créer une géométrique nouvelle et dynamique.

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Mais tout cela a besoin d’un autre outil pour que le mouvement de l’eau soit naturelle et surtout jamais le même, et c’est là qu’intervient la fameuse technique Gerstner Waves, qui consiste à rfendre les fluides dynamiques, aussi appelée houle trochoïdale. Bon, vous arrivez à suivre ? Ça devient un peu technique, mais en vrai, c’est super intéressant. C’est un calcul qui a été découvert par le baron Von Gerstner en 1802, qui décrit les ondes de gravité de forme périodique qui se propagent à la surface d’un fluide incompressible de profondeur infinie, en régime permanent. Vous n’avez rien capté ? Moi non plus, et j’ai repiqué cette formulation de Wikipédia. En vrai, cette solution de calcul permet de simuler le comportement de l’océan, en tout cas son mouvement, en, utilisant une onde sinusoïdale. Mais c’est le calcul d’une seule vague en fait, donc il faut multiplier ce calcul pour obtenir plusieurs vagues ensemble, et en changeant les intervalles et les magnitudes, il est alors possible de créer une surface qui ondule comme celle de la mer. Et avec des moteurs 3D comme l’Unreal Engine 5 où il est possible d’implémenter ces calculs, on peut s’amuser à aller plus loin, en changeant l’inclinaison et tous les paramètres. Du coup, on peut avoir des mers d’huile, des mers plus agités, et carrément des tempêtes.

Sea of Thieves

Mais ce n’est pas tout, pour affiner le rendu, les développeurs doivent pousser les techno plus loin, en s’amusant avec le shader, le maillage et d’autres équations techniques qui rendront le rendu de l’eau encore plus complexe et donc plus naturel. Là, c’est le talent des développeurs qui rentrent alors en jeu. D’ailleurs, des jeux comme Assassin’s Creed Black Flag et Batman Arkham ont déjà utilisé la formule Gerstner Waves, mais il se dit que la prochaine révolution dans la gestion de l’eau viendrait du très attendu GTA 6. Des leaks parlent en effet d’une version 9.0 du moteur RAGE de Rockstar, sachant que pour GTA 6, pas moins de 20 développeurs techniciens s’occuperaient uniquement de la physique de l’eau. Autant vous dire qu’on a hâte de voir un tel résultat en 2025. En attendant, on peut se faire plaisir à contempler l’eau déjà magnifique dans Sea of Thieves, qui reste à ce jour le maître en la matière !

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