Quand on pense à la naissance des grands effets visuels du cinéma contemporain, l'esprit voyage généralement dans la Silicon Valley, dans les laboratoires de logiciels propriétaires très coûteux ou dans les ordinateurs avec des logos de fruits. Cependant, le véritable héros derrière les plus grands blockbusters de l’histoire du cinéma s’habille en noir, a un bec et s’appelle Tux.
Aujourd'hui, 100 % des principaux effets visuels (VFX) et films d'animation d'Hollywood sont rendus et traités sous Linux. Le système d'exploitation open source domine absolument les serveurs, les fermes de rendu et les postes de travail des artistes dans les studios les plus prestigieux du monde, tels que Industrial Light & Magic (ILM), Wētā FX ou Digital Domain.
C’est l’histoire d’une migration massive qui a changé à jamais le cinéma.
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Titanic (1997) et la fin du monopole SGI
Au milieu des années 90, faire du cinéma numérique nécessitait de passer par une entreprise : Silicon Graphics Inc. (SGI). Leurs postes de travail fonctionnaient sous IRIX (une variante d'UNIX, le « père » de Linux, MacOS et BSD) et coûtaient des dizaines de milliers de dollars l'unité. Il s’agissait de machines puissantes, mais d’un coût prohibitif et difficiles à mettre à l’échelle si le temps pressait.
Mais lorsque James Cameron a entrepris de filmer Titanic en 1997, le studio d'effets visuels Digital Domain s'est heurté à un mur : simuler l'eau numérique, les milliers de passagers virtuels flottants et le naufrage colossal du navire nécessitait une puissance de calcul qui dépassait de loin son budget matériel SGI.
La révolution technique
Face à cela, Digital Domain a décidé de prendre un risque historique. Ils ont acquis 160 ordinateurs équipés de processeurs DEC Alpha 64 bits (le point flottant le plus rapide du marché à l'époque) et au lieu d'installer le coûteux UNIX commercial de Digital, ils ont installé une version de Red Hat Linux 4.1.
Pour faire de tout le monde que nous voyons dans le film une réalité, ils ont utilisé Rendu du monde (un logiciel pionnier de simulation océanique développé par Areté) et les premières versions internes de NUKE, son propre outil de composition d'images numériques. Curiosité supplémentaire, Renderworld est le même logiciel utilisé pour les effets d'eau que l'on voit dans Contact (la scène de la capsule), Waterworld, 20 mille lieues sous les mers, Le Cinquième Élément, Sphere.
Ce logiciel fonctionnait deux à trois fois plus rapidement sur la ferme Linux Alpha que sur les coûteuses stations de travail SGI. Ainsi, Linux a démontré qu'il pouvait gérer plus de 400 000 frames en travaillant 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sans se plaindre de rien, pour la tranquillité d'esprit de Digital Domain et de James Cameron.
Et avec cela, le mythe selon lequel Linux n’était qu’un « jouet pour les passionnés de logiciels libres » a commencé à être brisé. Hollywood a découvert que l'open source était plus rapide, infiniment moins cher et modifiable en fonction des besoins du plan.
Le Seigneur des Anneaux (2001-2003) et les esprits artificiels
Si Titanic a démontré que Linux servait à simuler des environnements statiques et fluides, la trilogie Le Seigneur des Anneaux de Peter Jackson, développée par le studio néo-zélandais Weta numérique (maintenant Wētā FX, et de loin l'un de mes studios FX préférés), a montré que Linux pouvait simuler la vie et le chaos de la guerre.
Le défi pour La Communauté de l'Anneau (2001) et Les Deux Tours (2002) était colossal : recréer des batailles avec plus de 200 000 guerriers numériques (orques, elfes, humains) où chacun n'était pas un simple clone animé, mais un « agent » qui prenait ses propres décisions de combat.
Sans oublier Gollum, un personnage entièrement numérique, dont le niveau de réalisme est si grand que seule une autre œuvre de Weta suffit à le rivaliser, même avec la technologie actuelle.
Un défi pas comme les autres
Pour y parvenir, Weta a conçu une immense ferme de serveurs entièrement basée sur Linux (en utilisant les distributions Red Hat et, plus tard dans les productions dérivées, une migration massive vers des architectures basées sur Ubuntu) connectée à des milliers de cœurs de traitement.
Mais dans tout cela, le joyau de la couronne était MASSIVE (Système de simulation d'agents multiples dans un environnement virtuel)un logiciel créé spécifiquement par Stephen Regelous pour ces films. MASSIVE a doté chaque personnage virtuel d'un « cerveau » (un arbre de logique floue) : il pouvait voir le terrain, écouter les ennemis et décider s'il devait attaquer, bloquer ou fuir. Pour peindre et texturer les images, ils se sont appuyés sur RenderMan de Pixar fonctionnant sous Linux en ligne de commande.
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Le pipeline (workflow) a été automatisé à l'aide de scripts Python et Perl natifs des environnements Linux. Les programmeurs ont modifié le code du noyau et du pilote réseau en temps réel pour éviter les goulots d'étranglement lorsque des centaines de téraoctets de textures submergeaient les réseaux de stockage (SAN).
Fait intéressant : la séquence mythique de la bataille du Gouffre de Helm ou des Champs du Pelennor a nécessité que la ferme Linux traite des images pendant des semaines entières. Si un seul de ces ordinateurs avait dû restituer la trilogie à lui seul, cela aurait pris des décennies, et si le lot avait échoué, des semaines ou des mois de travail auraient été perdus. Les erreurs n'étaient pas autorisées.
Avatar : La Voie de l'Eau (2022) et traitement cloud massif
Plongant dans l’ère moderne, nous revenons à James Cameron et Wētā FX avec Avatar : The Way of Water (vous savez maintenant pourquoi Weta est mon studio d’effets préféré). Si des dizaines de milliers de cœurs Linux étaient déjà utilisés dans le premier opus en 2009, pour la suite les besoins informatiques ont augmenté de façon exponentielle en raison du rendu photoréaliste de l'eau et de la capture de mouvements sous-marins.
Pour ce blockbuster, le stockage local n’était plus suffisant. Wētā FX a combiné son centre de données sur site (composé de milliers de serveurs lames HP exécutant des systèmes Linux) avec une infrastructure cloud hybride via Amazon Web Services (AWS), fonctionnant logiquement sous des conteneurs et des instances Linux.
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Pour concrétiser tout cela, des versions hyper-optimisées pour Linux de SideFX Houdini (pour une simulation fluide et destructive), Autodesk Maya et le moteur de rendu exclusif de Weta, Manuka, conçu spécifiquement pour calculer physiquement la façon dont la lumière interagit avec la peau, l'eau et les plantes de Pandora.
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Ce nouvel opus d'Avatar a nécessité la somme absurde de 1,248 millions d'heures de rendu. Cela équivaut à environ 142 000 ans de traitement pour un seul ordinateur moderne. Au pic de production, l'infrastructure basée sur Linux gérait entre 200 et 250 téraoctets de données PAR JOUR, accumulant un total de 140 pétaoctets de stockage.
Tout cela sous Linux, sous Windows, gérer ce niveau de données est impossible.
Academy Software Foundation (ASWF), l'héritage de l'industrie
L'histoire d'amour entre Hollywood et Linux est si profonde qu'en 2018, l'Académie des arts et des sciences du cinéma elle-même (ceux chargés de remettre les Oscars) s'est associée à la Fondation Linux pour créer le Fondation logicielle de l'Académie (ASWF).
L'objectif de l'ASWF est de standardiser et de protéger l'écosystème open source du cinéma, en garantissant que les bibliothèques open source critiques, telles que OpenVDB (pour simuler les nuages et la fumée) ou OpenColorIO (pour la gestion des couleurs et une partie essentielle des logiciels comme mpv), continuent d'être développées librement et en collaboration sur les systèmes Linux.
Hollywood a compris il y a presque trente ans que la magie du cinéma n'appartient pas aux brevets d'une seule entreprise technologique, mais à la liberté et à la flexibilité de l'open source. Chaque fois que vous voyez des dragons voler, des planètes exploser ou des océans avaler des navires sur grand écran, il y a un noyau Linux qui entretient l'illusion.
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