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Digital Sculpture
 

"La sculpture numerique", by Christian Lavigne.
First published in French magazine, "Computer Arts", September 1998.

 
Lorsqu'au début des années 60, à la Régie Renault où j'étais ingénieur, je suis allé voir mon supérieur en lui disant que j'avais trouvé une méthode mathématique nouvelle de dessin de courbes qui allait remplacer toutes les approximations antérieures et autres manipulations de lattes et de maquettes, il vu mon projet, il m'a regardé, et il m'a dit: "Monsieur Bézier, si votre truc ça marchait...il y a longtemps que les américains s'en serviraient!" A plus de 85 ans, Pierre Bézier, l'œil vif et malicieux, rit encore de ses débuts dans une atmosphère de réticence typiquement franchouillarde qui hélas! ne nous a guère quittée. Comme Monsieur Jourdain avec sa prose, nous tous, ceux des "computer arts", nous utilisons cette théorie sans le savoir: les fameuses Courbes de Bézier, qui ont permis l'émergence du dessin informatique. Cher Pierre Bézier, les américains depuis lors se servent aussi de vos travaux, vous êtes connu dans le monde entier, et nous vous devons en outre la naissance de ce que vous appeliez "la sculpture assistée par ordinateur".

S.A.O."untitled", Pierre Bezier, 1990

Abstract Sculptures, Renault Co.,France, 1970

A la fin des années 60, dans l'atelier de prototypage de la Régie Renault, les ingénieurs, comme au temps de la Renaissance, se faisaient artistes, dessinaient des figures abstraites avec leur table traçante, usinaient parfois des pièces de bois pour le plaisir des yeux, avec leur fraiseuse à commande numérique. Dans le même temps, le Dr Georg Nees, en Allemagne, pour sa thèse, produisait quelques sculptures en bois et aluminium selon des méthodes similaires. Premiers essais sans suite.
Dans les années 70, la sculpture numérique entre véritablement dans le monde de l'art. Le sculpteur allemand Eberhardt Fiebig dessine déjà ses projets monumentaux à l'aide d'un ordinateur, comme il continue de le faire aujourd'hui. Aidés par IBM, le sculpteur espagnol #José-Luis Alexanco visualise des figures antropomorphiques par empilage de discoïdes épais qu'il réalise ensuite en résine; le chercheur et artiste français Yves Kodratoff utilise une machine à commande numérique pour creuser des blocs de plâtre dans une galerie d'art, selon le choix du public: une œuvre interactive bien avant que ce mot ne soit à la mode. Ces 2 artistes abandonneront cette voie-là. Pourquoi? Trop compliqué, trop lourd de mise en œuvre, à une époque de cartes perforées et de machines rarissimes.

Eberhardt Fiebig, Rotulus, simulation, Allemange, 1997

Eberhardt Fiebig, Hanging Sculpture

Il faudra attendre l'apparition conjointe de la micro-informatique et des technologies de prototypage rapide pour que renaisse et s'épanouisse la "computer sculpture", qui aujourd'hui, malgré un ostracisme sur lequel nous reviendrons, est en train de révolutionner toutes les méthodes de visualisation et/ou de fabrication des objets plastiques: art, design, architecture, patrimoine...L'ordinateur sera l'outil numéro un de l'atelier du sculpteur du XXIe siècle.
Une pratique s'inscrivant dans l'histoire

Avant de montrer pourquoi et comment, voyons un peu de quoi il s'agit, car votre magazine favori Computer Arts vous informe ici d'un sujet encore peu exploré par les médias. Depuis l'Egypte ou la Chine antique, certaines sculptures font appel à des machineries simples ou complexes pour ajouter la dimension du temps à leur présence physique tridimensionnelle: c'est à dire qu'elles intègrent des mécanismes créant des effets de mouvement, des effets sonores, lumineux, etc. s'inscrivant dans une durée généralement programmée: des statues articulées des anciens temples aux automates des parcs d'attraction en passant par le Canard de Vaucanson, pour les oeuvres figuratives; de la clepsydre aux mobiles de l'art cinétique en passant par les sculptures sonores pour les oeuvres abstraites. Contrairement à une idée reçue, l'évolution des techniques mises en jeu dans ces création n'a pas suivi le progrès technologique, mais l'a bien souvent précédé. Impossible de multiplier ici les exemples; souvenons-nous simplement que l'art et la technique ont la même origine dans toutes les civilisations, et qu'en ce qui concerne la nôtre la figure de Dédale, constructeur du Labyrinthe, résume la question.

Eberhardt Fiebig, Sculpture Cinetique

H. Lagrange, 1969

Avec une grande logique de l'Histoire, il s'est donc développé un art électronique de la sculpture, où des circuits, des moteurs, des écrans, et toutes sortes de bricolages ou d'inventions raffinées animent les oeuvres. Il s'agit là effectivement d'une forme de "Computer Sculpture" (le sujet a donc été abordé à l'International Sculpture Conference de Chicago, dans le cadre du Computers and Sculpture Forum), mais pas de ce que nous appelons la "sculpture numerique", qui, elle, utilise plus l'informatique et la robotique pour produire un objet que comme éléments constitutifs de cet objet.

Semantique circontanciee du langage,ou...
"un peu de vocabulaire"...


Le terme générique de sculpture numérique recouvre en fait trois activités différentes, qui peuvent être complémentaires:

1) Création et la visualisation sur ordinateur de formes ou d'ensembles plastiques en 3 dimensions, voire en 4: évolutives avec le temps.
2) La numérisation d'objets réels et leur éventuelle modification grâce au calcul informatique.
3) La production physique d'objets, par des machines à commande numérique qui servent à matérialiser les images de synthèse (technique du Prototypage Rapide) soit par enlèvement, soit par ajout de matière, comme depuis la nuit des temps où l'homme a commencé à "donner corps" à ses rêves.

La "sculpture numerique"prend aussi le nom d' "infosculpture"(Vitkine et Coignard), de "robosculpture"(Lavigne - 1988) ou de "telesculpture" (Lavigne et Vitkine - 1995) lorsqu'il s'agit de créer dans un lieu et de télécommander une machine dans un autre. La première télésculpture transcontinentale a eu lieu en Septembre 95 lors de la préparation de la biennale interactive et simultanée entre Paris et Philadelphie, "intersculpture" consacrée à ces nouvelles disciplines.
Une "cybersculpture"(Lavigne 1995) ou "sculpture vitrtuelle" est une sculpture numérique non matérialisée, présentée sous la forme d'une image 3D soit localement, soit via Internet. Lorsque plusieurs sculptures virtuelles sont rassemblées, on parle de "galerie virttuelle". Sur le Net, les sculptures virtuelles sont: soit des séquences d'images montrant l'objet successivement sous tous ses angles (QuickTime VR); soit de véritables objets 3D, décrits dans le langage VRML, et dont on peut choisir n'importe qu'elle vue et orientation.

Tim Duffield, 1994

Pierre Bezier

Ces précisions, un peu longues, sont utiles pour comprendre "la révolution des objets", de la même manière qu'on a saisi l'importance des "nouvelles images". Malgré, il faut bien le dire, l'hostilité ou l'indifférence de leurs milieux professionnels, des sculpteurs, des architectes et des designers commencèrent à produire, avec l'essor de la micro-informatique, au milieu des années 80, des images 3D de leurs projets artistiques. Le développement des programmes et des formats pour ce type d'images a encouragé une forte croissance de la pratique de la sculpture virtuelle , sans qu'on puisse remarquer une véritable mise à niveau des enseignements artistiques, ni un intérêt quelconque de la critique d'art, extrêmement réactionnaires à cet égard.

D'abord le fait d'artistes isolés - qui se regroupèrent en 1992 aux USA dans l'association The Computers and Sculpture Forum créé par Bruce Beasley, Rob Fisher et Tim Duffield; et la même année en France dans l'association Ars Mathématica crée par Christian Lavigne et Alexandre Vitkine, puis d'artistes en réseaux présents sur l'Internet dans des galeries virtuelles d'oeuvres en VRML (voir les articles de Rémi Sussan dans cette publication), ou, depuis 1996 dans le "parc de sculptures virtuelles" du DAAP(méta-monde où l'on peut se promener sous forme d'avatar, et dialoguer avec d'autres visiteurs) créé dans ActiveWorld par Derrick Woodham, sculpteur et professeur au College of Art de l'Université de Cincinnati.

Maquette numerique

Aujourd'hui, la plupart des artistes de la sculpture numérique utilisent l'outil informatique pour concevoir, visualiser et présenter leurs projets, dont la réalisation éventuelle reste traditionnelle. Ils utilisent divers logiciels, y compris des logiciels "fait maison"; 3D Studio semble être le plus répandu, et les artistes de formation scientifique utilisent volontiers Mathematica. Le coût des équipements et des programmes est tout de même un frein au développement de la discipline. On doit noter que beaucoup d'artistes américains sont enseignants ou chercheurs au sein d'institutions publiques ou privées qui mettent à leur disposition un matériel ad hoc, ce qui n'est absolument pas le cas en France, d'où l'idée d'Ars Mathématica de créer un Centre International de Recherche et d'Enseignement de la Sculpture, lieu transdisciplinaire en réseau et en partenariat avec des écoles, des laboratoires et des entreprises.

Tim Duffield, 1994

Rob Fisher, Cybernauts,1992

Au Studio for Creative Inquiry ( Canergie Mellon University, Pensylvanie ) Rob Fisher (USA) travaille sur des projets personnels ou collectifs ambitieux. Pour créer ses Cybernautes il utilise un logiciel de simulation de croissance des cristaux dont il tire des figures polyédriques complexes, qui seront ensuite matérialisée par de grands assemblages de néons et de lumières déclenchées par ordinateur.
Artiste américain très connu, Bruce Beasley (USA) réalise ses bronzes abstraits depuis quelques années grâce à l'informatique, doublement utile en l'occurrence. En effet, il s'agit de blocs géométriques imbriqués les uns dans les autres, que l'artiste manipule à l'écran, et dont l'assemblage spatial aurait un équilibre physique improbable si le centre de gravité de l'ensemble n'était vérifié par le calcul de l'ordinateur!

Daniel-Jean Primeau

Sculpteur et architecte paysagiste puissant, Tim Duffield (USA) dessine numériquement des jardins avec sculptures, fontaines et mobiliers divers, puis crée des animations réalistes pour mieux informer ses commanditaires.
Faute de place, arrêtons-nous là. Mentionnons toutefois le travail singulier de Daniel-Jean Primeau (Québec) qui modélise à l'ordinateur la croissance de ses "Arbres Gourmands": arbres qui absorbent dans leur tronc des objets divers contre lesquels ils poussent: grille, mur, outils oubliés, etc. Si vous avez un peu de patience, dans 60 ans vous verrez le résultat physique des installations de l'artiste.
Cybersculptures

Dans tous ces exemples on peu parler, comme dans l'industrie, de maquette virtuelle, l'intention finale étant de réaliser les objets par les techniques habituelles. Mais une tendance très récente de la sculpture numérique n'envisage que la production d'oeuvres immatérielles, présentées sur Internet et/ou en "Réalité Virtuelle": les cybersculptures.

Robert Michael Smith, Urchanticede, Virtual Sculpture, 1998

Robert Michael Smith, Sun worms, Virtual Sculpture, 1997

Sculpteur de formation, enseignant en images de synthèse au Pratt Institute de New-York, Robert Smith (USA) se consacre de plus en plus à la création de sculptures abstraites en VRML, oeuvres d'une grande force symbolique.
Derrick Woodham (USA), artiste abstrait d'une élégance musicale, est le fondateur du "virtual sculpture park" du DAAP que l'on peut visiter sur Active World. Outre ses propres sculptures, on peut y voir les oeuvres de ses élèves et de ses amis et confrères plasticiens, dont la fameuse "Grotte de Lascaux virtuelle" créée par Ben Britton (USA). Derrick Woodham sera en charge de la partie on-line de l'exposition INTERSCULPT 99, car le DAAP est aussi un lieu de dialogue en direct.

Derrick Woodham, Twister, 1996

3D Digitization

Lors de la dernière International Sculpture Conference, à Chicago, une fonderie américaine présentait la possibilité d'agrandir une sculpture traditionnelle, un modelage manuel, au moyen d'un système de digitalisation 3D suivi d'un fraisage de mousse plastique à l'échelle voulue. La vieille question du pantographe spatial, qui a tant excité l'imagination des artistes et ingénieurs de la Renaissance, est définitivement résolue. Le procédé va se banaliser, et sans aucun doute aider les plus réticents des sculpteurs traditionnels, attachés au contact sensuel avec la matière, à intégrer les nouvelles technologies dans leur pratique.

Derrick Woodham, Geocolumm, 1994

Lavigne, Hierographic Primordiale, 1998

C'est à une équipe française que l'on doit les premiers travaux artistiques de numérisation 3D, essentiellement utilisée dans le domaine du patrimoine. Dès le début des années 90, les sculpteurs Roland et Benoît Coignard, spécialistes de la restauration archéologique, travaillèrent avec la société Mensi au développement d'un scanner 3D capable d'analyser la géométrie de grandes pièces. Ce "moulage optique", comme ils le nomme, a l'énorme avantage de ne pas toucher la pièce originale. Avec les fichiers obtenu on peut simuler des restaurations, tenter des assemblages virtuels de fragments épars, établir un archivage, rematérialiser la pièce d'origine à une échelle différente, etc.
A peu près dans le même temps aux Etats-Unis, l'artiste américain Dan Collins utilisait l'équipement de la société Cyberware pour réaliser des anamorphoses ou des métamorphoses 3D de son visage, de son corps ou de ceux d'autres modèles peu soucieux de se reconnaître dans l'œuvre finale! Après un travail informatique des modèles 3D obtenus, l'artiste les usines par fraisage dans du plastique, ou bien les matérialise par d'autres procédés de prototypage rapide, que nous allons évoquer pour finir. Depuis 1995 Dan Collins est le co-fondateur et co-directeur du PRISM à l'Université d'Arizona, laboratoire de recherche interdisciplinaire pour la modélisation et la production d'objets tridimensionnels en art, ingénierie, médecine, géologie etc. Un bel exemple dont la France pourrait enfin s'inspirer...alors que depuis 1988 nous proposons vainement ce genre de lieu de métissage novateur!

Alexandre Vitkine, D125-6, 1985

Protoypage rapide

Dès l'origine de la "sculpture assistée par ordinateur", on a vu que le soucis de visualiser mais aussi de fabriquer exactement l'objet rêvé était présent. Dans les années 70, le fraisage et le tournage à commande numérique se développèrent, et dans les années 80 on vit apparaître un ensemble de machines de découpe informatisées: découpe au laser, découpe au jet d'eau, découpe au plasma...De très rares artistes furent assez insistants pour avoir accès à ces machines réservées à l'industrie de pointe. Je fus l'un de ceux-là, et je n'ai depuis lors cessé d'utiliser toutes sortes de techniques nouvelles pour mes oeuvres inspirées à la fois par la poésie, la mythologie et les mathématiques. Comme je n'ai pas l'intention de trop parler ici de mes travaux, je renvoi le lecteur à mon site web.
Parmi les pionniers, il faut citer Alexandre Vitkine (France) et Masaki Fujihata (Japan). Alexandre Vitkine est aujourd'hui un jeune homme de 88 ans, qui dès les années 60 produisait des images électroniques avec des télés et des oscilloscopes à la façon du professeur Tournesol. Il est en particulier l'inventeur du Sonoscope qui transforme le son en images. De la 2D, il est passé naturellement à la 3D, et crée de petites sculptures en bois dessinées et usinées avec ses programmes personnels.

Masaki Fujihata, Sculptures nanoscopiques, 1998

Masaki Fujihata, Forbidden Fruits, 1990

Masaki Fujihata, comme son nom l'indique, est une montagne d'imagination. Il a commencé son travail dans la vidéo et l'image de synthèse, et s'est vite intéressé aux objets et aux installations interactives. Il a sans doute été l'un des premiers à utiliser la stéréolithographie. Il a aussi réalisé les plus petites sculptures du monde avec les techniques de fabrication des circuits intégrés. Si vous n'avez pas de microscope électronique, inutile de chercher à voir ces oeuvres qui tiennent entre 10µ et 100µ.
Trente annees apres la genese

Les années 1990 resteront dans l'histoire des arts et des techniques comme les années décisives du prototypage rapide et des nouveaux matériaux, n'en déplaise aux ignorants (!?) fascinés par le seul aspect virtuel des NT (le problème est que ces ignorants sont responsables de toutes sortes d'institutions). Promouvoir systématiquement la mise à distance du corps par le biais des univers numériques n'est pas un signe de bonne santé mentale. A quoi le cyberespace fait-il écran dans nos sociétés? Les pouvoirs modernes ne seraient-ils pas de nature hypnotique, pour mieux faire passer la douleur intime de nos frustrations/manques et de nos absences? Quelle vérité économique derrière la séduction des images?

Masaki Fujihata, Forbidden Fruits, 1990

Masaki Fujihata, Sculptures microscopiques, 1998

Le retour au réél est un des enjeux du XXIe siècle. La réalité ne s'oppose pas à la virtualité: ce sont les aspect complémentaires d'un même espace de vie. Pour celui qui imagine des objets puis souhaite les tenir en main, voici venu le temps des imprimantes 3D. Divers procédé sont maintenant disponibles, le principe étant toujours de découper un objet numérique -au format STL- en fines tranches qui seront matérialisées et empilées:

* Stéréolithographie: un laser balaye la surface d'une résine liquide qui polymérise à son passage.
* Procédé LOM: des feuilles de papier sont découpées au laser et collées les unes sur les autres
* Procédé FDM: un fil de plastique en fusion dessine le contour de l'objet à réaliser, niveau par niveau, comme dans l'ancienne technique du colombin.
* Frittage de poudre: des couches de poudre plastique agglomérée par fusion sous l'effet du passage d'un rayon laser, sont additionné les unes aux autres.

Après quoi, libre à l'artiste, au designer, d'effectuer un moulage ou une cire perdue pour fondre une pièce en métal.

Stewart Dickson

Stewart Dickson (USA), qui travaille aux effets spéciaux pour les studios Disney, est aussi un spécialiste des surfaces mathématiques. Il a en particulier réalisé en stéréolithographie toute une série de sculptures inspirées des surfaces minimales.
Arghyro Paouri (France-Grèce), spécialiste des images de synthèse à l'INRIA, produit des animations sur le thème antique des métamorphoses, et choisit des moments de ces transformations pour matérialiser les objets rééls correspondants, par stéréolithographie.

Arghyro Paouri, Metadata,1996-97

Michael Rees, Aonaline, 1997

Michael Rees (USA), après des années de sculpture classique déclare: (c'est une expérience de conversion; ma pratique de sculpteur manuel s'est achevée; les technologies du P-R apportent une aisance et une poésie incomparables). Il crée d'étranges formes biomorphes, et s'intéresse à la question de la couleur dans ces nouveaux procédés.
Keith Brown (GB) crée des animations avec des figures abstraites complexes, dont il tire parfois un objet physique avec le système LOM. Il vient de fonder un groupe de recherche artistique FAST-UK dé dié à la sculpture numérique - encouragée en Angleterre par le CALM Project (fond gouvernemental).

Keith Brown, Continuity of form, 1997-98

Keith Brown, Time form, 1996-97

Pour les raisons d'accessibilité, de coût, mais aussi de mentalité, que j'ai déjà évoqués, la sculpture numérique reste encore hors de portée de tout un chacun. Cependant, le nombre des artistes, architectes, designers qui s'y intéressent est en croissance exponentielle. Le prix des équipements et des matériaux diminue. Le mécénat technologique est toujours possible. En France, des lieux comme l'AFPA, le CREATE (École Centrale), le CRITT Jet d'Eau, le CIRTES, le Lycée Diderot Paris; des entreprises comme Autodesk, Canon, Charlyrobot, Châteauroux-Fonderies, Laser Découp', Laser Industrie, Nec; une organisation comme l'Association Française de Prototypage Rapide; etc...ont apporté leur soutien à des projets artistiques. Le Sénat a même reçu la conférence Intersculpt 97. Mais il est temps de passer à la vitesse supérieure, comme aux USA ou en Angleterre.
Nous étions les premiers, allons-nous être les derniers? Réponse d'ici le prochain INTERSCULPT, en Octobre 1999, où nous convions tous les lecteurs de Computer Arts. Quoi qu'il en soit, le XXIe siècle sera celui de la sculpture numérique, réelle et virtuelle.

Christian Lavigne, May/June 1998 lavigne@toile-metisse.org

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