Scene Kit : Lion fait rugir son moteur 3D

Or donc, Apple ne prépare rien de moins qu'un petit moteur 3D parmi les nouvelles fonctionnalités de Mac OS X 10.7 (lire Scene Kit, une nouvelle API 3D dans Lion).

Quid d'OpenGL? En réalité, sans la surcouche d'un moteur 3D digne de ce nom, OpenGL ne vous mènera pas bien loin : il s'agit d'un framework de bas niveau, c'est à dire le dernier rempart entre votre code et le matériel, qui n'est capable que de piloter la carte graphique (ou d'émuler les fonctions qu'elle ne prend pas en charge), afin d'afficher des primitives : point, ligne, ou polygone. A charge du développeur de bâtir tout le reste avant l'affichage, et ce ne sont pas les fonctions indispensables qui manquent en matière de 3D.

Ainsi, pour en arriver au point d'afficher un simple modèle 3D réalisé dans un logiciel de modélisation quelconque, il faut en passer par l'implémentation du format de fichier sur lequel le développeur aura jeté son dévolu, la lecture et la conformation de ses données, le chargement des textures, faire le produit en croix des sommets de chaque facette pour déterminer si sa normale (c'est à dire la droite orthogonale au plan défini par la facette) est orientée de manière à être visible par la caméra à l'aide d'un autre calcul, la projection des points sur le plan de la surface d'affichage, perspective incluse, à l'aide du théorème de Thales, la sélection des facettes à afficher (afin d'éviter que celles qui se trouvent en dehors du champ de vision, ou que celles qui sont masquées par d'autres, ne soient calculées pour rien), l'application de la texture suivant des cordonnées UV sur chaque facette (avec filtrage tri-linéaire pour éviter sa pixelisation), et les effets divers tels que l'illumination de l'objet. Pour cette dernière, on peut utiliser divers algorithmes existants (les modèles d'illumination de Lambert, Gouraud, Phong…) et y ajouter des subtilités ou non telles que le bump mapping, qui simule des reliefs sur une surface, ou encore les ombres portées, parmi bien d'autres choses encore. Et il ne s'agit là que du simple affichage d'un seul modèle statique, sans même évoquer des fonctions autrement plus complexes à mettre en œuvre…

Le fait qu'OpenGL soit si proche du matériel offre comme avantage une grande souplesse pour le développeur, qui peut ainsi sortir des sentiers battus quant à la façon d'afficher ses modèles 3D, mais également le lourd inconvénient d'avoir à réinventer la roue (et dans notre cas la roue nécessite de solides bases de géométrie dans l'espace et la maîtrise de concepts mathématiques et d'algorithmes relativement pointus). En somme, la 3D reste hors de portée des développeurs les moins chevronnés, ou du moins elle a de quoi décourager les moins déterminés. Précisons toutefois qu'OpenGL bénéficie sur Mac d'une légère surcouche, Core OpenGL, qui simplifie son intégration avec les autres frameworks du système.

C'est là qu'interviennent les moteurs 3D : ces surcouches prennent en compte tout ou partie des besoins en matière de 3D : importation de modèles 3D à partir de formats de fichier standards, gestion de l'affichage, de l'animation, des collisions, intégration d'un modèle physique, etc.


Il existe nombre moteurs 3D plus ou moins aboutis et prêts à l'emploi : le monde des jeux vidéo connaît quelques gloires comme l'Unreal Engine, l'Id Tech 5, ou le CryENGINE 3, qui ajoutent également nombre de fonctions dédiées au seul genre du jeu. Il s'agit là de moteurs commerciaux mais il en existe également dans le monde du logiciel libre.

Naturellement, ces moteurs suivent leurs propres rythmes de développement, et restent indépendants des plateformes sur lesquelles ils fonctionnent, ce qui peut parfois poser quelques problèmes. Scene Kit n'aura pas cet inconvénient puisqu'il fait partie du système d'exploitation. Toutefois, cet "agnosticisme" des moteurs 3D relativement à la plateforme d'exécution présente l'avantage de permettre de réaliser la majeure partie du développement une fois pour toutes, le portage d'une plateforme à l'autre étant réduit à sa portion congrue, à savoir tout ce qui ne relève pas du moteur 3D à proprement parler.

En l'état, Scene Kit ne fonctionne donc que sur Lion, mais comme pour d'autres frameworks de Mac OS X il y a fort à parier qu'il fera son apparition dans une future version d'iOS, ce qui devrait lui offrir une force de traction suffisante pour être adopté par un certain nombre de développeurs.