Mon Simulateur de Vol


Les simulateurs de vol, ça ne court pas les rues. Il existe bien  "Flight Simulator", un jeu sur ordinateur développé par Microsoft, mais ça ne reste qu'un jeu, sans aucun caractère immersif dans la virtualisation, surtout en raison de l'absence de réalisme des paysages survolés et de la standardisation du sol recouvert par une texture et des objets génériques.

Cette configuration devient inutilisable pour les vols VFR ( Visual Flight Rules), c'est-à-dire les vols à vue, basés sur l'observation de repères au sol (routes, voies ferrées, cours d'eau, églises, monuments... ).

Si je prends par exemple le cas du Pont du Gard et du Duché d'Uzès qui sont des repères visuels emblématiques, et bien, ni l'un, ni l'autre, ne figure dans Flight Simulator, il est donc impossible de faire du vol VFR dans ces conditions, le paysage générique étant le même en ces deux emplacements.(Figures 1 à 4)

Cette monotonie du décors est d'autant plus regrettable que le logiciel couvre l'intégralité de la planète et, que voler en Californie, au Japon, ou en Lozère, c'est toujours le même paysage qui défile sous l'avion.


Figure 1  Emplacement du Pont du Gard- FSX défaut

Figure 2  Même endroit avec Occitania-VFR

Figure 3  Emplacement du Duché d'Uzès  FSX défaut


Figure 4  Même endroit avec Occitania-VFR

Cela dit pour les vols IFR (Instruments Flight Rules), Flight Simulator gère correctement la navigation aux Instruments, à quelques limitations près.

Une balade sur Internet à travers les forums spécialisés m'a conforté dans l'idée de la réalisation d'un simulateur de vol plus abouti à partir du logiciel de Microsoft, et de son SDK (System Developpment Kit) qui reste ouvert aux développeurs.

La Simulation de vol sur Ordinateur nécessite des ressources matérielles et graphiques très importantes en raison du calcul et de l'implémentation d'un nombre gigantesque d'objets 3D tout en conservant la fluidité indispensable pour assurer la cohérence des ordres de commandes données aux gouvernes de l'avion avec leurs réponses en temps réel.

Il est donc préférable de fonctionner avec une configuration informatique "Haut de game" pour afficher les images de synthèses avec le maximum de qualité. (Ma configuration:  Processeur I7 à 6 cores overclocké à 4.1GHz, 32Go de DDR, Carte graphique Nvidia GeForce GTX760 avec 2Go de mémoire, et windows 7-64 bits sur disque SSD de 500Go, moniteur 27 pouces 1920x1080). Les configurations moins puissantes peuvent donner de bons résultats avec un réglage des curseurs  pour réduire certains paramètres d'affichage et gagner en fluidité.

Les actions à mener se résument  alors à 3 grands volets :

- La modélisation des aéronefs, vues extérieures et cockpit (ressources 3D)

- La dynamique de vol et instruments (lois mathématiques et physique)

- la modélisation du paysage survolé (moteur graphique 3D)

c'est surtout ce dernier point qui doit être complètement revu pour donner au pilote virtuel la touche de réalisme indispensable à son immersion dans le simulateur.

J'ai découvert sur le net, l'existence de communautés de développeurs amateurs, (dont certains sont pilotes dans le réel) qui ça et là apportent des améliorations notables aux lieux qu'ils connaissent bien.

Gardois d'origine, je me suis donc naturellement rapproché d'un groupe qui travaillait à la modélisation 3D du Sud de la France, mais rien n'avait été fait pour ma région d'Alès et des Cévennes... Alors, j'ai rejoint ce groupe pour participer au développement de la couverture géographique de ce territoire.

Ce groupe s'est étiolé au cours du temps en raison de la lassitude engendrée par la remise en cause du travail effectué par manque de compatibilité entre les opus successifs du logiciel de la Firme de Redmond.

Aujourd'hui, ce groupe se résume à 2 personnes, à savoir son leader charismatique Phil Jacquot, Alias "Moustache" et votre serviteur.

Notre ambition est de modéliser tout le quart Sud Ouest de la France par une extension de Flight Simulator, distribuée en freeware sous le nom de Occitania-VFR.

 

 

En quoi consistent ces travaux?

Afin de créer l'ambiance réaliste d'une scène virtuelle, il faut tout d'abord définir le maillage du relief ( Mesh). Par défaut le logiciel de base, Flight Simulator X ,que nous appellerons FSX, dispose d'un maillage échantillonné à 76 mètres. Ce maillage est très insuffisant pour afficher un relief réaliste, surtout en région montagneuse en opérant un lissage du terrain.

Occitania-VFR fait appel à un mesh échantillonné à 4.75 mètres, ce qui donne environ 300 fois plus de données à gérer ( ce mesh qui couvre l'intégralité du territoire français et les Dom Tom est disponible auprès de la société commerciale France VFR).

Ce mesh assimilable à une structure fil de fer est ensuite recouvert d'une texture photo-satellite du type Google Earth. L'acquisition et le positionnement précis de ces textures se font avec un logiciel spécialisé, il faut ensuite utiliser un programme de traitement d'image pour adapter la colorimétrie aux scènes voisines et débarrasser la texture des objets qui seront remplacés par des modèles 3D, par exemple, les traces des ponts sur les rivières.

Reste à créer et implanter des objets 3D.

Il y a 2 types d'objets 3D, d'abord les objets spécifiques, c'est-à-dire conformes à la réalité et placés exactement sur leur trace photo, par exemple le Pont du Gard et les objets génériques définis par une logique autogène qui indique qu'à tel endroit on a des maisons d'un type défini dans une librairie de bâtiments, ou bien des forêts appelant tel ou tel arbres génériques contenus dans une librairie des végétations.

Pour un lieu donné, par exemple la ville d'Anduze dans le Gard, la route qui longe le Gardon est bordée par une succession de maisons spécifiques. Pour chacune d'elles, je suis allé prendre des photos des façades, qui sont adaptées et plaquées sur un modèle 3D, élaboré à partir d'un logiciel de dessin assisté par ordinateur. (Figure 5)


Figure 5

Figure 6


Ces maisons spécifiques sont ensuite implantées dans FSX avec un logiciel qui permet le dimensionnement, l'orientation, l'élévation et le positionnement sur leurs traces photos.(Figure 6)

Il en est de même pour les ponts, églises, monuments divers et objets de décors.

La génération autogène est employée pour le remplissage des endroits où la précision spécifique ne s'impose pas, typiquement en zone péri-urbaine ou en rase campagne.

Bien sûr, c'est au voisinage des aéroports ou des aérodromes qu'il faut soigner les détails du décors, l'avion étant supposé à basse altitude sur ces zones.

Tout ce qui vient d'être dit, doit être doublé en textures de nuit, le simulateur de base prenant en compte les horaires.

Enfin il faut saupoudrer tout ça d'un peu d'animation dont une grande partie est générée par le logiciel de base qui déploie une logique d'intelligence artificièle. (Trafic aérien, Contrôle Aérien, trafic routier et maritime).

Dans Occitania-VFR, nous avons implémenté un trafic aérien civil et militaire spécifique, chaque aéronef ayant un plan de vol précis avec des horaires réalistes.

Le résultat est visible dans cette vidéo qui montre l'aspect réaliste du graphisme obtenu avec Occitania-VFR.

https://www.youtube.com/watch?v=TTCMOx7OBI8

L'avion est un Boeing 737-600 issu de FSX et revisité par mes soins, tous les boutons du cockpit sont fonctionnels et cliquables à la souris, ce qui permet de prendre le contrôle total de l'avion .

La couverture géographique d'Occitania-VFR s'étend chaque jour un peu plus, au grés du temps qui passe, ou des demandes des internautes pilotes virtuels, Ce "freeware" dépasse aujourd'hui les 30 Go de données.

Je présente sur mon site Internet

de nombreuses captures d'écrans et quelques vidéos prises dans le simulateur. Cela peut donner une idée du réalisme poussé, jusqu'à pouvoir faire du tourisme, et visiter ou découvrir des nouvelles régions. Alors, voler dans un tel univers virtuel c'est si proche de la réalité qu'on finit par s'immerger totalement dans les procédures de pilotage.

 

Actuellement, on peut trouver sur Internet tout un patchwork de scènes payantes ou gratuites, réparties sur la totalité de la planète. Ainsi, il est possible de faire des vols long courrier par exemple entre Roissy Charles De Gaule et New York JFK avec un Airbus A380, et ça prendra le même temps que dans la réalité, de quoi vérouiller le pilote automatique sur le plan de vol et aller faire un tour au troquet du coin.....ben oui on est toujours sur terre, même si on a la tête dans les nuages !

 

 

Occitania -VFR est disponible gratuitement sur le site de "Moustache" :

 

http://occitania.gratisim.fr/

 

Les figures 7 et 8 montrent l'amélioration considérable apportée par ce logiciel qui s'installe de façon automatique comme complément de Flight Simulator X (Edition Gold)


Figure 7   Vol sur Alès FSX

Figure 7   Vol sur Alès FSX

Si réaliste que j'ai fini par me modéliser moi-même... Enfin, je vole! Et quand on vole, on comprend pourquoi les oiseaux chantent.