George Drettakis : toute une carrière pour donner vie aux images 3D

« Fier d’avoir contribué aux avancées de l’informatique graphique »

« En ce moment, tout tombe en même temps, constate avec un sourire George Drettakis : le succès exceptionnel de notre algorithme Gaussiennes 3D, mon deuxième ERC Advanced Grant, l’association scientifique Eurographics qui me distingue pour l’ensemble de ma carrière, ce Grand prix Inria Académie des Sciences… » Une accumulation de bonnes nouvelles que le chercheur qualifie avec modestie « d’aboutissement, pas de consécration ».

Depuis 30 ans, George Drettakis poursuit le même rêve : lever les freins à l’utilisation des images de synthèse, les rendre aussi faciles à créer et à manipuler que les photos ou vidéos de nos smartphones. « À mes débuts, les scènes 3D était très difficiles à créer et à afficher. Elles n’étaient pas réalistes, ne s’affichaient pas en temps réel, ne pouvaient pas être générées à partir de photos. L’informatique graphique a connu de grandes avancées et je suis fier d’y avoir contribué. »

Recruté chez Inria en 1995, il lance et anime deux équipes de recherche : Reves de 2000 à 2015, puis Graphdeco qui compte aujourd’hui une vingtaine de personnes. En parallèle, il gravit rapidement les échelons, en devenant directeur de recherche dès 2003. Il est vrai que ses travaux connaissent un retentissement considérable auprès de la communauté scientifique.

Dès 2002, avec un postdoctorant, il conçoit un algorithme sur le calcul des ombres dans les scènes 3D. Celui-ci sera vite exploité dans le jeu vidéo, car bien plus réaliste que les ombrages maladroits en marches d’escalier qui prévalent à l’époque. Aujourd’hui encore, la publication consacrée à cet algorithme reste la deuxième la plus citée de sa carrière. 

Deux ans plus tard, le chercheur contribue à une nouvelle avancée avec un algorithme qui combine scènes 3D et sons, comme dans la réalité : « Les neurosciences avaient montré que dans un environnement qui compte des dizaines de sources sonores, certaines fréquences masquent les autres et les rendent inaudibles. Reproduire ce phénomène dans des scènes 3D augmentait fortement leur réalisme ». Un brevet est déposé, et sera notamment exploité dans des jeux vidéo de courses automobiles.

En parallèle, George Drettakis poursuit des objectifs à plus long terme : par exemple, créer des scènes 3D à partir de photos prises sous plusieurs angles, puis pouvoir s’y « déplacer » et les observer sous différents points de vue. Avec ses collaborateurs, il publie en 2013 un algorithme précurseur qui ouvre cette possibilité, puis obtient en 2017 un financement ERC Advanced Grant FUNGRAPH pour constituer une équipe dédiée et approfondir le sujet pendant cinq ans.

À cette époque, l’intelligence artificielle (IA) et le machine learning prennent leur essor. Dès 2018, le chercheur met à profit ces progrès : « pour avoir beaucoup de puissance de calcul, nos collègues spécialisés en IA exécutaient leurs algorithmes sur des processeurs graphiques (GPU), que j’utilisais pour ma part depuis 25 ans. Par méconnaissance de ce matériel, ils n’en exploitaient pas toutes les possibilités. Avec mes collaborateurs, nous avons pu adapter leurs algorithmes à nos sujets et les optimiser en tirant un parti maximal des GPU ».

Les résultats de cet ERC obtiennent un écho planétaire : avec son équipe, George Drettakis publie en 2023 les Gaussiennes 3D, un algorithme de création et d’affichage de scènes 3D plus rapide et précis que les meilleurs logiciels de Google et Nvidia ! En quelques mois, il est adopté par des sociétés du monde entier et de tous les secteurs : commerces en ligne, jeux vidéo, réalité virtuelle, immobilier, travaux publics, archéologie, formation de chirurgiens… « Et ce n’est pas fini. Faciliter la reconstruction 3D d’environnements réels ouvre des possibilités quasi illimitées ! »

« Inria me permet d’explorer des pistes pendant des années » 

Pour tout chercheur, décrocher un financement ERC Advanced Grant constitue un sommet dans une carrière scientifique. George Drettakis, lui, en a obtenu deux !  Il a reçu le second en 2024, pour utiliser la puissance des modèles d’apprentissage profond de l’IA générative et aller vers un réalisme encore accru. 

« Un exemple : il est impossible aujourd’hui de changer les conditions d’éclairage d’une scène 3D, sauf à y passer des centaines d’heures. Grâce à l’IA, nous voudrions automatiser cette opération tout en respectant les lois physiques de propagation de la lumière. Une même image 3D pourrait ainsi être représentée le matin, le soir, l’hiver, en été… »

À l’horizon, le chercheur confie avoir d’autres idées de recherches : réutiliser des fragments de scènes 3D pour en créer de nouvelles, les associer avec des images d’artistes, identifier les matériaux d’une scène pour en déduire leurs propriétés de réflexion lumineuse… « Mes travaux se focalisent principalement sur les algorithmes. Inria me permet d’explorer des pistes pendant des années, même si je n’obtiens pas forcément de résultats applicatifs à la fin. C’est une grande chance ! »