Artouste

Site de présentation : obook.github.io/artouste

Artouste est un simulateur de vol personnel consacré au pilotage 3D de l'hélicoptère Aérospatiale Alouette II SE.3130.

Son objectif est de restituer fidèlement la séquence de démarrage de la turbine Turboméca puis des rotors, le comportement en vol de cet appareil sans servo-commandes dans une ambiance sonore caractéristique de sa turbine et de ses trois pales.

Ce n'est ni un jeu ni une reconstitution exhaustive, mais une tentative de retrouver les sensations remarquables de pilotage de cet appareil.

Artouste modélise l'Alouette II SE.3130 avec une précision que FlightGear n'atteint pas : séquence de démarrage en six états calée sur la turbine Artouste IIC, roue libre simulée, sens de rotation du rotor et compensation anti-couple codés, mode assisté découplé de la physique.

Écrit en C++ moderne et OpenGL, le modèle de vol est simplifié mais reconnaissable, le rendu temps réel sans aucun moteur de jeu.

Important

Un PC et une manette de jeu suffisent. Aucune installation n'est nécessaire : on extrait l'archive, on lance le programme, on décolle !

Histoire

L'Alouette II n'était pas destinée à devenir une légende.

Conçue par la Société nationale des constructions aéronautiques du Sud-Est (SNCASE) au milieu des années 1950, elle fut le premier hélicoptère de série au monde à voler grâce à une turbine à gaz, ouvrant à l'appareil des altitudes jusque-là hors de portée. Elle a aussi marqué le cinéma, de Fantômas à James Bond. Voir docs/HISTOIRE.md pour le récit complet.

Alouette II SNCASE SE.3130 - Musée de l'ALAT et de l'hélicoptère - Dax (40)

Démarrage rapide

Note

Au lancement, le simulateur s'ouvre sur un menu de choix : la carte à charger et le démarrage éventuel de la turbine. En vol, Échap (ou LB + RB à la manette) ramène à ce menu ; dans le menu, Échap quitte le simulateur.

La notice des commandes est disponible au téléchargement : notice.pdf

Tip

Première fois aux commandes ? Voici les trois étapes pour effectuer sans stress votre premier vol à bord de l'Alouette.

1. Activez le mode assisté : touche M | LB, un message à l'écran le confirme.
2. Démarrez la turbine avec la touche T | bouton Start, la préparation avant de pouvoir décoller prend environ 60 secondes :
   • La turbine monte seule en régime jusqu'à 34 000 tr/min
   • Le frein rotor est automatiquement relâché, les pales commencent leur rotation puis le rotor atteint son régime de vol
3. Décollage et vol. Une fois le rotor en régime :
   • augmentez doucement le collectif (touche Z | gâchette RT) jusqu'à un peu plus de 50 % pour décoller de quelques mètres du sol
   • inclinez l'appareil au cyclique vers l'avant (flèches | stick gauche) et avancez
   • compensez le couple avec le palonnier (touche D à droite, A ou Q à gauche | stick droit)
   • réduisez le collectif (touche S | gâchette LT) pour redescendre.

Note

Envie d'une démo ? À partir du menu, appuyer sur la touche D : l'appareil effectue seul, en boucle, un vol panoramique au-dessus du bassin d'Arcachon. La touche Échap ou une action franche sur le manche en sort.

Portables à double carte graphique

Sur un portable Optimus (puce Intel intégrée et carte NVIDIA), le rendu part par défaut sur la puce intégrée. Le simulateur plafonne alors à 30 fps sur un écran 60 Hz : dès qu'une image manque son créneau, la synchronisation verticale rabat sur le diviseur suivant.

Lister les cartes de la machine :

./build/bin/artouste --gpu

La carte réellement utilisée est affichée au démarrage, ligne Renderer, et dans le coin bas-droit du HUD.

Si c'est la puce intégrée, le lanceur bascule sur la carte dédiée tout seul, pilote NVIDIA propriétaire comme pile Mesa :

./play-linux.sh

Pour lancer le binaire directement, poser les variables à la main :

__NV_PRIME_RENDER_OFFLOAD=1 __GLX_VENDOR_LIBRARY_NAME=nvidia ./build/bin/artouste

Sous pilote Mesa (AMD, nouveau, NVK), c'est DRI_PRIME=1 qui remplace ces deux variables. ARTOUSTE_SANS_NVIDIA=1 désactive la bascule du lanceur.

Téléchargement

Des exécutables prêts à l'emploi pour Linux, macOS et Windows sont publiés dans la section Releases du dépôt. Chaque archive est autonome : décompressez-la et lancez artouste (Linux, macOS) ou artouste.exe (Windows), les ressources sont à côté du binaire. L'archive macOS est compilée pour Apple Silicon (arm64) ; sur un Mac Intel, compilez depuis les sources. Les archives sont construites automatiquement par GitHub Actions à chaque version (voir .github/workflows/release.yml).

Publier une version (mémo)

1. Écrire les notes dans docs/RELEASE_NOTES.md, bumper VERSION dans CMakeLists.txt, commiter et pousser.
2. Publier :

   ./scripts/release.sh v0.30.0

Le script pose le tag, le pousse (la compilation des trois plateformes démarre) et crée aussitôt la release, avec le seul texte de cette version. La CI se contente ensuite d'y attacher les trois archives. Compter une quinzaine de minutes pour Linux et Windows ; macOS est plus lent, et bien plus encore quand le cache des dépendances est vide.

Créer la release depuis le poste, et non depuis la CI, n'est pas décoratif : l'auteur d'une release est figé à sa création et ne se change plus ensuite. Créée par l'action, elle porte le compte du robot, qui apparaît alors parmi les contributeurs du projet. Tant que c'était une étape séparée, elle a été oubliée trois fois ; le workflow refuse désormais de créer une release lui-même.

Compilation (Linux)

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build -j
ctest --test-dir build --output-on-failure
./build/bin/artouste

Dépendances récupérées automatiquement (FetchContent) : GLFW, GLM, Dear ImGui, Assimp, stb, miniaudio, Catch2 ; GLAD est versionné dans third_party/. Prérequis système : pilotes OpenGL, bibliothèques de développement X11, et un compilateur C++20. libcurl (paquet de développement) est une dépendance système optionnelle : présente, elle active la radio internet ; absente, le simulateur se compile et tourne normalement sans cette fonctionnalité.

Compilation (macOS)

Testé sur un Mac Apple Silicon : le simulateur compile, se lance et tourne. L'archive publiée est arm64 ; sur un Mac Intel, il faut compiler depuis les sources. Les retours restent bienvenus.

Tout, dans l'ordre :

xcode-select --install          # compilateur C++, make et git (outils Xcode)
brew install cmake              # Homebrew : https://brew.sh
git clone https://github.com/obook/artouste.git
cd artouste
./build.sh -T                   # configure, compile et lance les tests
./build/bin/artouste

git est livré avec les outils Xcode : la première commande le fournit, d'où l'ordre. libcurl et OpenGL viennent du système, il n'y a rien à installer pour eux non plus. La fenêtre passe par Cocoa : X11 n'est pas utilisé.

Le premier ./build.sh télécharge et compile les bibliothèques tierces (Assimp, GLFW, flite et les autres) : compter un bon moment, et une connexion.

build.sh détecte macOS et adapte ses vérifications ; s'il manque quelque chose, il affiche la marche à suivre complète plutôt qu'une commande apt.

Le moteur demande un contexte OpenGL 4.1 core, dernière version qu'Apple ait implémentée. Elle est marquée dépréciée depuis macOS 10.14 mais fonctionne toujours ; le jour où Apple la retirera, il faudra passer par Metal (via MoltenVK ou une réécriture du rendu), ce qui est un autre chantier.

Compilation (Windows)

Avec Visual Studio 2022 (MSVC) et CMake. Dans une invite de commande Developer :

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build --config Release -j
ctest --test-dir build -C Release --output-on-failure
build\Release\artouste.exe

Les bibliothèques tierces et le runtime C++ sont liés en statique : l'exécutable est autonome, sans DLL ni redistribuable Visual C++ à installer.

Préférez l'invite de commande Developer à PowerShell. En locale française, PowerShell interprète un argument comme -DCMAKE_POLICY_VERSION_MINIMUM=3.5 comme un nombre et le transmet tronqué en 3, la virgule étant le séparateur décimal ; la configuration échoue alors sur une valeur invalide. Sous PowerShell, passer les arguments dans un tableau de chaînes explicite.

Journal de lancement

L'exécutable Windows est une application graphique : le processus n'a pas de console, pas même celle du terminal qui le lance, et les messages de diagnostic n'apparaissent nulle part. Le jeu les écrit donc dans artouste.log, à côté de l'exécutable, et les rend au terminal appelant quand il y en a un. Si le dossier du jeu est en lecture seule, comme sous Program Files, le journal va dans %LOCALAPPDATA%\Artouste. Le journal du lancement précédent est conservé sous artouste-precedent.log.

C'est ce fichier qu'il faut joindre à un signalement de problème sous Windows : il contient la carte graphique, la version d'OpenGL, la carte chargée et tout ce que le moteur a eu le temps de dire.

Avec VSCode

La configuration partagée est dans .vscode/. Lancer une fois la tâche "CMake : configurer" (menu Terminal > Exécuter la tâche), puis :

• Ctrl+Maj+B : compiler (tâche "CMake : compiler").
• F5 : compiler puis lancer le simulateur sous gdb.
• Tâches "CMake : tester", "Artouste : lancer", "CMake : nettoyer" pour le reste.

L'IntelliSense s'appuie sur build/compile_commands.json.

Packaging

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build -j
cd build && cpack

Produit une archive artouste-<version>-<système> (.tar.gz sous Linux, .zip sous Windows) contenant le binaire autonome, les ressources (shaders, modèle 3D, sons, textures) et les neuf cartes, prête à distribuer. Comptez environ 140 Mo.

Une carte se conditionne aussi à part, pour la passer à quelqu'un sans lui envoyer l'archive entière :

cmake --build build --target cartes

Produit un build/carte-<nom>.zip par carte. La liste est établie à la configuration : après avoir ajouté une carte dans assets/terrain/, relancez cmake avant de reconstruire cette cible.

Fonctionnalités du simulateur

• Modèle de vol Newton-Euler à pas fixe : poussée, gravité, traînée, moments cycliques et anti-couple, effet de sol et effet de translation.
• Le domaine de vol se resserre avec l'altitude (plus de stationnaire vers 3 300 m, VNE plus basse, décrochage du rotor en descente verticale rapide), sauf en mode assisté, en démo et à l'atterrissage automatique.
• En vue cockpit, une légère vibration de la cabine traduit le passage des pales, sans effet sur la physique.
• Démarrage de la turbine Artouste en deux temps (touche T) : elle monte en régime, puis le rotor s'accélère.
• Manette (Xbox, DualShock 4, DualSense, en USB ou Bluetooth) ou clavier, avec détection automatique et la base communautaire SDL assets/gamecontrollerdb.txt chargée au lancement.
• Mode assisté (M) : compense le lacet, recentre le cyclique, lisse les commandes et borne le collectif, sans toucher à la physique.
• Atterrissage automatique (J / RB) : rejoint l'hélipad le plus proche à moins de 999 m, suit la pente du HAPI et se pose, jusqu'à ce qu'une action franche sur les commandes reprenne la main.
• Commandes animées dans la cabine : palonnier, cyclique et collectif, que les mains du pilote suivent.
• Quatre vues (C) : poursuite, cockpit, orbite et orbite solaire, face au soleil.
• HUD transparent à trois modes (H) : panneaux dans les coins, instruments ronds verts (Super HUD) ou rien.
• Alarme à trois états sur cinq paramètres : régime rotor, régime turbine, vitesse (sur la VNE du moment), température tuyère et carburant.
• Balise HAPI sur le pad de départ : sa couleur donne la pente d'approche et se décrit par carte dans un fichier hapi.txt optionnel, voir docs/CARTES.md.
• Le HUD et le menu suivent la taille de la fenêtre, du petit fenêtré au plein écran 4K, avec une police reconstruite nette à chaque changement.
• Cycle jour/nuit : le soleil colore le ciel et oriente l'éclairage, à la vitesse réglée par soleil_vitesse dans assets/config.txt.
• Mode démo (bouton Démo du menu) : l'appareil joue seul, en boucle, un vol panoramique au-dessus du bassin d'Arcachon.
• Son du moteur et du rotor, ciel en dégradé, ombre portée.
• Radio internet optionnelle (K) : un flux MP3 configurable joué dans le cockpit, sous les sons moteur.
• Effets moteur turbine tournante : flash rouge anti-collision sur le toit et distorsion thermique à la tuyère.
• Souffle du rotor au ras du sol : un nuage de poussière ou d'embruns, teinté par la photo aérienne du terrain, d'autant plus dense qu'on vole bas.
• Modèle 3D réel optionnel (voir ci-dessous), sinon hélicoptère procédural.

Commandes

La liste complète des commandes est dans la notice : notice.pdf. Elle couvre le vol, les vues, la livrée, le mode assisté, l'atterrissage automatique, le HUD, la radio, la démo, le gestionnaire de cartes et le mode zombie, en deux versions schéma à l'appui, manette Xbox puis manette PlayStation.

Elle n'est pas recopiée ici : deux listes à tenir finissent par diverger, et c'était déjà le cas (le tableau qui occupait cette place ignorait le mode zombie, le tir et le gestionnaire de cartes).

Une manette PlayStation 4 (DualShock 4) ou PlayStation 5 (DualSense) branchée en USB ou en Bluetooth fonctionne au même titre qu'une manette Xbox : le mappage GLFW/SDL fait correspondre A/B/X/Y à Croix/Rond/Carré/Triangle, Start à Options et Back à Share/Create.

Manettes essayées

Le simulateur en reconnaît bien davantage (voir plus bas), mais ces modèles-là ont été essayés manette en main :

Manette	Connexion	Remarque
Xbox 360, One, Series X/S	USB, Bluetooth	rien à faire, sauf firmware Xbox ancien en Bluetooth (voir sous le tableau)
PlayStation 4 (DualShock 4)	USB, Bluetooth	rien à faire
PlayStation 5 (DualSense)	USB, Bluetooth	rien à faire
Gamepad Freebox, et les autres manettes DragonRise PC TWIN SHOCK	USB	mode analogique obligatoire, diode rouge allumée

Les manettes Xbox Series X/S dont le firmware n'a jamais été mis à jour (version 5.x) n'échangent aucune donnée avec la pile Bluetooth de Linux : la liaison s'établit, le système les affiche comme connectées, mais aucune commande ne passe et la manette reste en clignotement rapide. Le branchement USB fonctionne sans rien configurer. Mettre le firmware à jour depuis l'application Accessoires Xbox sous Windows, ou depuis une console, rétablit le sans-fil.

Cette reconnaissance étendue s'appuie sur la base communautaire SDL embarquée (assets/gamecontrollerdb.txt), chargée au démarrage. Elle couvre plus de 2 200 manettes (2 242 à ce jour) sur Linux, Windows et macOS, dont les modèles Xbox sans fil récents (Series X/S) en Bluetooth, absents de la base intégrée de GLFW. Pour rester à jour au fil des nouveaux modèles, il suffit de remplacer ce fichier par la dernière version publiée sur le dépôt SDL_GameControllerDB.

Un second fichier, assets/gamecontrollerdb-extra.txt, est chargé juste après et prime sur le premier. Il corrige ou complète la base communautaire sans la modifier, pour que celle-ci reste remplaçable telle quelle. Il contient aujourd'hui la manette DragonRise PC TWIN SHOCK (USB 0079:0006), vendue aussi sous les noms "Microntek USB Joystick" ou "USB Gamepad", et distribuée par Free sous le nom de Gamepad Freebox : les correspondances existantes la décrivaient avec cinq axes alors qu'elle n'en expose que quatre, ce qui suffisait à la faire rejeter en bloc et à la rendre inutilisable.

Sur ce modèle, le mode analogique est obligatoire. Diode éteinte, le stick droit n'envoie pas d'axes mais recopie les quatre boutons de face : le palonnier reste mort pendant que le stick coupe la turbine, change de vue et remet l'appareil au point de départ. Un appui sur le bouton ANALOG au centre de la manette allume la diode rouge et rétablit les deux sticks.

Si une manette n'est pas reconnue, l'outil gamepad_probe livré avec les sources affiche son GUID, le nombre d'axes, de boutons et de chapeaux, ainsi que leur état brut en direct. Il donne tout ce qu'il faut pour écrire la ligne correspondante ; le format est rappelé dans l'entête de gamecontrollerdb-extra.txt.

./build/bin/gamepad_probe

Modèle 3D, sons et textures

Le modèle 3D et les sons de l'Alouette II proviennent du paquet FlightGear d'Emmanuel Baranger (licence GPL) ; à défaut, le simulateur affiche un hélicoptère procédural et reste silencieux. Les textures des livrées, du rotor de queue et de l'hélipad sont versionnées et n'ont besoin d'être régénérées qu'après modification. Détails et commandes de régénération : docs/ASSETS.md.

Cartes (terrains)

Les dix cartes sont livrées avec le jeu, dans l'archive : Ossau, côte landaise, Happy DeathHour (l'arène du mode zombie), Dax, Bordeaux, Paris, Toulouse, bassin d'Arcachon, Cauterets-Gavarnie et Pic du Midi de Bigorre. À choisir dans assets/config.txt (clé terrain), au menu de démarrage, ou via la variable d'environnement ARTOUSTE_TERRAIN.

Elles sont en basse résolution, ce qui suffit en vol haut : leur photo aérienne d'ensemble tient en une quinzaine de mégaoctets par carte. La haute résolution, elle, se télécharge depuis le jeu (voir le gestionnaire de cartes plus bas).

Une carte ajoutée à la main dans assets/terrain/ apparaît au menu au lancement suivant, sans rien configurer : le jeu recense ce dossier.

Reprendre un vol à un endroit précis

Le simulateur accepte des options de lancement qui sautent le menu et posent l'appareil là où on en a besoin, au lieu de le faire convoyer depuis le pad. Pratique pour aller regarder un monument, un sommet ou un défaut de terrain sans refaire le trajet à chaque essai.

artouste --carte paris --monument "Pantheon" --alt 300
artouste --carte paris --lieu "Tour Eiffel" --alt 200 --cap 270
artouste --carte paris --lon 2.346073 --lat 48.846167 --alt 300

--monument cherche le nom dans le monuments.txt de la carte, --lieu dans son landmarks.txt. La recherche ignore la casse, les accents et la ponctuation, et un fragment suffit : pantheon trouve Panthéon. Nom introuvable, le vol commence au pad, avec un message.

--alt est une hauteur au-dessus du sol, pas une altitude absolue ; 0 pose l'appareil sur le relief. Dès qu'un point d'apparition est demandé, la turbine et le rotor sont mis au régime : naître en vol moteur arrêté, c'est tomber.

artouste --aide donne la liste complète. Les variables d'environnement ARTOUSTE_* restent lues et gardent la priorité sur les options équivalentes.

Les terrains et bâtiments 3D sont générés hors-ligne depuis les données de l'IGN (Licence Ouverte Etalab 2.0). Détails, configuration complète et régénération : docs/CARTES.md ; étude du pipeline de terrain : docs/TERRAIN.md. Les sources documentaires du modèle de vol et des données sont réunies dans REFERENCES.md.

Première ouverture d'une carte

L'orthophoto est livrée en JPEG, que la carte graphique ne sait pas lire directement. Au premier chargement d'une carte, le jeu la convertit en texture compressée et range le résultat dans le cache de votre compte (~/.cache/artouste/ sous Linux, %LOCALAPPDATA%\artouste\ sous Windows). Comptez une trentaine de secondes sur une carte fine, avec une barre de progression ; les lancements suivants sont immédiats.

Ce cache est jetable : le supprimer ne fait perdre que ce temps de préparation. Il se refait tout seul si une carte est remplacée.

Gestionnaire de cartes

Le menu de démarrage ouvre un écran des cartes, par le bouton Cartes ou par la touche C. Il montre ce que chaque carte occupe sur le disque, permet d'allumer ou d'éteindre ses arbres, ses bâtiments et ses tuiles, et surtout de télécharger la haute résolution d'une carte, ou de récupérer la place qu'elle occupe.

Ce que le téléchargement apporte. Une carte est livrée avec une photo aérienne d'ensemble. Elle suffit en vol haut et devient floue quand on descend. Les tuiles sont la même photo en beaucoup plus fin. Une fois téléchargées, le sol redevient net au ras du sol : on distingue les marquages de piste, les toits, les voitures. Rien ne change en altitude, et rien ne se perd si vous les supprimez.

LR et HR sont les deux mots que l'écran emploie pour la finesse du sol :

État	Ce que c'est	Poids	Le sol vu de près
LR	la carte telle qu'elle est livrée	5 à 20 Mo	flou
HR	la même, plus ses tuiles de détail	0,8 à 37 Go	net

Une carte reste annoncée LR tant que ses tuiles n'apportent rien de visible, même si elles occupent le disque : c'est le rapport entre leur finesse et celle de la photo d'ensemble qui compte, jamais leur poids.

Les tuiles ne se téléchargent qu'auprès de l'IGN, depuis cet écran : aucune release n'en porte, et il n'existe pas de zip à récupérer. Elles sont fabriquées sur votre machine à partir de la BD ORTHO (Licence Ouverte Etalab 2.0), à 0,25 m/px, ce qui demande d'une dizaine de minutes sur une petite carte à quelques heures sur une grande.

Rien ne part sans annonce : avant de télécharger, l'écran donne la place occupée, le volume à recevoir, la durée probable et ce qui restera sur le disque visé. Il choisit seul la finesse, adaptée à chaque carte, et ne propose pas le téléchargement quand la photo d'ensemble est déjà assez fine pour que les tuiles ne changent rien (voir docs/CARTES.md).

Tuiles de détail

Une orthophoto d'un seul tenant occupe la mémoire vidéo en proportion de l'emprise de la carte, et c'est ce budget qui plafonne la finesse au sol : sur une grande carte comme le bassin d'Arcachon, le sol vu d'en bas reste flou.

Les cartes qui livrent un dossier tuiles/ échappent à cette limite. Leur orthophoto fine y est découpée en carrés de 512 pixels, dont seuls ceux qui entourent l'appareil sont tenus en mémoire vidéo, les autres arrivant du disque au fil du vol. La mémoire occupée devient constante, 89 Mo, quelle que soit la taille de la carte, et le sol proche passe de plusieurs mètres par pixel à moins d'un mètre.

Le mécanisme se règle par la clé tuiles_fenetre_px de assets/config.txt :

Valeur	Mémoire vidéo	Rayon de détail à 0,25 m/px
8192 (défaut)	89 Mo	0,9 km
16384	356 Mo	1,8 km
4096	22 Mo	0,5 km
0	aucune	pas de détail fin

Plus les tuiles sont fines, plus la fenêtre couvre un rayon court à mémoire vidéo constante : au-delà, le sol revient à l'orthophoto d'ensemble, le passage se faisant en fondu. Monter à 16384 retrouve le rayon d'avant, au prix de 356 Mo de mémoire vidéo.

Les tuiles peuvent vivre ailleurs que dans le jeu, ce qui est commode quand le disque système est à l'étroit : la variable d'environnement ARTOUSTE_TUILES désigne alors un dossier contenant un sous-dossier par carte.

ARTOUSTE_TUILES=/media/disque/tuiles ./artouste

Une carte sans tuiles, un dossier absent ou une tuile manquante ne posent pas de problème : le jeu retombe sur l'orthophoto d'ensemble, comme avant.

Contributions

Le ciel réaliste et la vue d'orbite solaire proviennent d'une contribution de CHAT-DISPARU.

Licence

Ce projet est distribué sous licence GPL v2 (voir LICENSE), comme le modèle 3D, les sons et les modèles 3D des monuments de Paris d'Emmanuel Baranger.