L’importance du photoréalisme dans la simulation et comment y parvenir avec SCANeR

À propos de la simulation automobile

Comme vous le savez déjà, la simulation dans l’industrie automobile est devenue essentielle dans le développement d’un nouveau véhicule ou produit. Cela est dû au fait que la simulation permet aux acteurs de l’industrie automobile de concevoir, tester et valider leurs produits sans avoir recours à des prototypes physiques coûteux. Elle leur permet ainsi de multiplier le nombre d’hypothèses et le nombre de conceptions possibles pour un même produit.

Si cela est vrai pour la fiabilité globale du véhicule, que l’on parle de ses propriétés mécaniques, de son efficacité énergétique (consommation d’essence, aérodynamisme, etc…), ou de sa capacité à détecter différents obstacles grâce à ses capteurs et algorithmes de détection, cela l’est également pour l’esthétique du véhicule. En effet, pour l’utilisateur final du véhicule, en fonction du marché visé, il est aussi important d’avoir un véhicule efficace, fiable et immersif, que d’avoir un véhicule qui soit beau quand on le regarde.

Cette partie du produit est prise en charge par l’équipe de designers qui doit s’occuper de l’intérieur comme de l’extérieur. Au cours de ses itérations, cette équipe doit faire de nombreux choix : les couleurs de l’extérieur et de l’intérieur, les différents matériaux utilisés, la forme et la taille des différentes pièces. C’est là que la simulation peut aider à prendre ces décisions.

La philosophie de SCANeR studio est que toutes ses fonctionnalités peuvent être utilisées simultanément. Cela vous permet de combiner différents aspects de votre projet, sans vous préoccuper de leur degré d’achèvement. Concrètement, cela signifie que vous pouvez utiliser la dynamique du véhicule que vous avez développée, ainsi que les différents capteurs et systèmes ADAS, et le cockpit que vous développez, afin de placer un conducteur dans la boucle de simulation et de le faire interagir avec le véhicule.

L’importance du photoréalisme dans la simulation automobile

Bien que SCANeR permette de réunir toutes les équipes d’un projet autour des mêmes outils, pour qu’il soit totalement pertinent lors des tests DiL, l’immersion dans la simulation doit être la plus profonde possible pour que les résultats soient optimaux et que la prise de décision soit faisable. Lorsque le conducteur entre dans la simulation, il s’attend à ce que ses sens soient trompés et qu’il pense que la situation est réelle.

Il y a des facteurs sur lesquels nous pouvons jouer :

• Voici les principaux : type de simulateur, repérage des mouvements, dynamique du véhicule, scène virtuelle.

Deux sièges SimFLEX

La qualité de la scène virtuelle est le sujet principal de cet article. Elle comprend la qualité des modèles 3D, la qualité des textures qui leur sont appliquées, la quantité d’informations contenues dans ces textures, et la cohérence de l’environnement dans lequel évolue le conducteur. Si la combinaison de ces éléments est bien utilisée, on peut alors parler de photoréalisme lors de la simulation. Cet aspect de la simulation est l’un des plus importants, car c’est la première chose que le conducteur voit. Si l’environnement dans lequel se déroule la simulation n’est pas assez réaliste, l’immersion du conducteur dans la simulation est réduite. Cela a un impact sur la qualité des résultats de l’expérimentation ce qui peut induire le « mal de la simulation » et bien d’autres choses encore. Par ailleurs, la performance du rendu visuel joue un rôle aussi critique que le photoréalisme de la scène (120Hz). Une performance plus faible signifie des images par seconde plus faibles, et donc une image qui bégaie. Cela réduit également l’immersion du conducteur. Grâce au générateur d’images de SCANeR basé sur UXD Engine, les utilisateurs bénéficient du moteur de rendu graphique le plus avancé et disponible actuellement (il supporte nativement le rendu basé sur la physique). Grâce à l’architecture ouverte et modulaire de SCANeR, UXD Engine a été optimisé pour fonctionner en même temps que SCANeR, ce qui permet aux utilisateurs d’atteindre facilement un taux de rafraîchissement élevé tout en profitant d’un rendu avancé par raytraced :

• Réflexions par traçage de rayons, ombres, translucidité, occlusion ambiante, éclairage basé sur l’image et illumination globale.
• Ombres douces dynamiques à partir d’éclairages de zone et lumière par traçage de rayons à partir de lucarnes HDRI.
• Environnement atmosphérique du soleil et du ciel
• Brouillard et nuages volumétriques
• Et plus encore

Pour aller plus loin, SCANeR inclut nativement la définition physique des matériaux ; des filtres/matériaux de haute qualité pour compléter facilement les définitions faites dans Unreal : couleur de base (ex : photographie), rugosité, métallique, spéculaire.
Pour améliorer l’immersion du pilote mais aussi pour fournir des images de rendu avancées à votre système en test (par exemple injection de caméra, over the air et plus) nous incluons maintenant des fonctionnalités spécifiques comme : post-traitement, adaptation de l’œil.

Plus une scène est proche de la réalité, plus les tests sont fiables et facilitent la prise de décision pendant un projet. AVSimulation travaille avec Konrad pour offrir aux utilisateurs SCANeR des solutions prêtes à l’emploi pour l’injection de caméras et la diffusion en direct. Vous trouverez ci-dessous une vidéo de notre dernière intégration. Veuillez noter que cette capture vidéo a été réalisée sur le générateur d’images historiques basé sur Open Scene Graph. Ce qui est intéressant à noter est qu’avant le photoréalisme du moteur UXD de SCANeR, les scènes/scénarios virtuels de SCANeR sont riches et représentatifs du système testé. Cette simulation est une simulation en boucle fermée.

Le principe de fonctionnement est simple :

• Le système à tester est placé devant un écran.
• La simulation est exécutée avec un module de rendu visuel et un scénario représentatif, montrant la situation à tester.
• Le système ADAS est alimenté par les informations représentatives provenant de l’écran, et les utilise pour prendre des décisions et générer des commandes pour le véhicule.
• La simulation prend en compte ces commandes, et met à jour en direct la position du véhicule dans la scène, nous avons donc une boucle entre le système testé et la simulation.

Comment atteindre le photoréalisme avec SCANeR studio ?

Tout d’abord, SCANeR studio est un outil de simulation complet, avec lequel vous pourrez créer des environnements, des véhicules, des piétons et utiliser ces éléments dans différents scénarios.
La première étape pour atteindre le photoréalisme dans SCANeR studio est d’accéder au mode Terrain, et de construire le terrain virtuel de façon à ce qu’il soit aussi réaliste que possible en termes de disposition des différents éléments. C’est très important, car un environnement réaliste renforce la perception d’immersion du conducteur.

Lorsque vous êtes satisfait de la logique de la route, vous pouvez ajouter les actifs 3D qui composeront l’environnement de la route. Ces actifs comprennent les bâtiments, les panneaux de signalisation, les infrastructures de toutes sortes et la végétation. Gardez à l’esprit que le photoréalisme de votre simulation, et donc les résultats de celle-ci, dépendent directement de la qualité des actifs 3D que vous mettez dans votre terrain.

N’oubliez pas non plus que depuis la sortie de UXD Engine, notre moteur de rendu 3D basé sur Unreal Engine, nous fournissons également un projet modèle qui vous permet d’avoir 3 niveaux de personnalisation :

• Conversion automatique des terrains existants :

La façon dont nous avons conçu UXD Engine lui permet d’utiliser des terrains existants afin de les convertir à la volée en actifs compatibles avec Unreal Engine. Cela signifie que tous les terrains réalisés précédemment avec SCANeR peuvent bénéficier du saut dans le rendu 3D qu’offre UXD Engine.

• Personnalisation des terrains existants :

Grâce au projet de modèle pour l’éditeur Unreal que nous fournissons, vous êtes en mesure d’importer des terrains existants au format de fichier IVE, et de les améliorer soit avec vos propres actifs, soit avec ceux que vous obtenez sur le Marketplace Unreal.

Voici quelques ressources étonnantes et gratuites que vous pouvez trouver sur le Marketplace Unreal pour améliorer vos terrains :

Downtown West Modular Pack: une ville américaine du centre-ville avec laquelle vous pouvez améliorer votre terrain.

• Créez entièrement votre terrain dans Unreal Editor :

Vous pouvez également choisir de n’avoir que votre route logique dans SCANeR, et de créer le reste du terrain directement dans l’éditeur Unreal grâce au modèle fourni. De cette façon, vous êtes en mesure d’atteindre un niveau de détail maximal, et de personnaliser complètement l’environnement. Vous pouvez même ajouter des fonctionnalités à vos projets qui ne sont pas initialement dans UXD Engine, et utiliser votre projet à la place de ce dernier.

En plus de votre terrain photoréaliste, les acteurs qui entourent le véhicule ego doivent également être suffisamment réalistes. Une fois encore, grâce à l’ouverture de SCANeR et d’UXD Engine, vous pouvez ajouter vos propres ressources à la simulation.

Bien sûr, SCANeR vous offre la possibilité de personnaliser vous-même votre environnement de simulation, mais AVSimulation propose également des services spécialement conçus pour répondre à vos besoins de personnalisation. N’hésitez pas à consulter notre page dédiée aux services. Nous fournissons également des environnements photoréalistes prêts à l’utilisation. Voici quelques exemples :

Si vous avez apprécié cet article et que vous souhaitez tester SCANeR, et ses capacités de personnalisation, n’hésitez pas à demander une licence d’essai gratuite.