3D : Ce que vous devez savoir sur l’infographie tridimensionnelle

Le 3D est un concept qui part du mode de perception humain de l'environnement externe. Aujourd'hui, on utilise le 3D dans presque tous les domaines, allant de la mode aux grands travaux de construction. Dans ce dossier, il y a tout ce que vous devez savoir sur ce concept et son utilisation dans le monde moderne.

3D, on parle beaucoup d'infographie tridimensionnelle, surtout ces dernières années où le monde de l'audiovisuel l'a utilisée dans les différentes créations (animés, films, jeux). Cependant, le 3D est plus que cela. Artistes peintres, créateurs de mode ou ingénieurs en bâtiments l'utilisent comme une sorte d'outil de travail. Tour d'horizon !

Qu'est-ce qu'une infographie 3D ?

Chacun de nos yeux perçoit le monde avec une vue plate. C'est le cerveau qui s'occupe de fusionner ces images pour confectionner une image tridimensionnelle. Cette conception, la technologie l'a exploitée. Depuis des années, le 3D est devenu un terme banal, mais en quoi cela consiste réellement ?

Une infographie 3D est une image tridimensionnelle créée à partir d'un logiciel informatique. Elle dépasse la conception 2D qui offre une image plate. Certes, la conception d'une infographie tridimensionnelle requiert un logiciel spécifique. Mais encore faut-il être apte à utiliser un tel logiciel pour faire sortir l'image voulue, avec tous les critères requis.

En effet, il faut être un vrai artiste pour pouvoir créer un modèle 3D. Ce modèle est composé d'un wireframe ainsi que de polygones. Le modèle sera ensuite structuré puis façonné en fonction du rendu recherché.

A noter qu'il existe des graphismes pseudo 3D. Ceux-ci sont utilisés notamment dans certains jeux vidéo qui optent pour des projections d'environnements restreints tridimensionnels. L'objectif peut être entièrement stylistique, mais le pseudo 3D s'utilise aussi pour améliorer les performances du moteur de jeu.

Comment obtenir une infographie 3D ?

Comme on l'a mentionné supra, la création d'une imagerie 3D nécessite l'utilisation de logiciels spécifiques. A l'origine, l'infographie a été créée uniquement par des équations conjuguées d'algorithmes mathématiques. Au fil du temps, le domaine a connu une évolution.

Ainsi, la création de l'imagerie 3D actuelle fait appel à un logiciel ayant une interface utilisateur graphique ou GUI. Un tel logiciel offre une infographie 3D qui n'occasionne aucune interaction directe entre le créateur et les propriétés mathématiques de l'image.

Pour obtenir une infographie 3D, il faut partir d'un modèle que l'on va façonner pour obtenir un rendu spécifique.

La modélisation

La modélisation est la première étape de la création d'une imagerie stéréoscopique. Ce sont les polygones qui donnent les formes, aussi appelées faces d'un modèle. Ces formes remplissent ainsi le wireframe pour donner naissance à l'imagerie tridimensionnelle. Nous y reviendrons ultérieurement.

Prenons un exemple simple, un cube. Celui-ci est, à la base, composé de polygones et de wireframe. Les coins du cube abritent des points et des lignes de filaire. En revanche, les côtés sont des polygones ou des faces.

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L'application des différentes textures

Les images vont ensuite être appliquées aux polygones, après avoir été structurées. Ce qui va offrir un rendu final, contrairement au modèle de départ. Les textures appliquées comprennent des graphiques simples, une cartographie des bosses et des cartes de réflexion. C'est la combinaison des textures appliquées qui va donner la forme finale de l'image 3D.

Les graphiques présentent l'illustration dans le rendu final. La cartographie des bosses permet de faire sortir les différents reliefs, tandis que les cartes de réflexion, la brillance des textures.

Le rendu final

Mis à part l'ajout des différentes textures, il faut également un éclairage afin de donner des reflets et des ombres au modèle. C'est l'ensemble obtenu, c'est-à-dire la scène ainsi créée, qui va donner naissance à l'infographie 3D. Le rendu final est obtenu à partir d'une composition, suivie d'une compilation des éléments de la scène. Le fichier image ainsi obtenu peut être utilisé à des fins de partage et de visualisation.

Le processus de modélisation jusqu'à l'obtention du rendu final, notamment les différents ajouts, est plutôt chronophage. En plus, cela nécessite beaucoup de puissance de traitement. De ce fait, il faut tout un arsenal d'ordinateurs consacrés uniquement à cet effet.

Qu'est-ce qu'un modèle 3D ?

La modélisation est la première phase de la conception d'une infographie 3D. Le produit obtenu à l'issue de cette phase s'appelle modèle 3D. Il s'agit d'une représentation mathématique de tout ce qui est objet tridimensionnel.

Le modèle 3D peut être utilisé en tant que tel pour visualiser un objet ou pour effectuer une simulation ou des calculs informatiques non graphiques. Quant à l'impression 3D, cela consiste à donner une représentation physique tridimensionnelle réelle du modèle. Dans ce cas, la correspondance peut avoir une limitation par rapport au modèle virtuel.

En général, ce sont les ingénieurs et les artistes qui conçoivent un modèle 3D. Pour ce faire, ils utilisent des outils de modélisation 3D tels que les progiciels dédiés appelés aussi applications de modélisation ou modélisateurs.

La conception du modèle 3D part des points appelés sommets. Ces derniers définissent la forme que prendra le modèle une fois le processus terminé.

Quid des outils de modélisation

Les outils de modélisation quant à eux servent d'abord à concevoir, puis à modifier le modèle par le biais du maillage 3D. Les modifications peuvent être une soustraction, un ajout, un étirement, etc. Un modèle est modifiable à volonté et peut être agrandi ou pivoté afin d'obtenir une meilleure vue.

Après la conception du modèle, les modélisateurs 3D peuvent exporter les modèles ainsi créés dans des fichiers. Les fichiers peuvent, à leur tour, être importés ou copiés dans diverses applications, suivant leur compatibilité.

Si certains outils de modélisation présentent les fonctionnalités de base telles que l'ajout, la soustraction, ou l'étirement, d'autres permettent bien plus que cela. En effet, il existe des progiciels de modélisation 3D qui prennent en charge l'animation du modèle.

Les logiciels de conception assistée par ordinateur peuvent aussi remplir les fonctions d'un modélisateur 3D. C'est pour cela qu'on les rencontre dans l'ingénierie assistée par ordinateur, la fabrication assistée par ordinateur, l'impression 3D, etc.

Quels secteurs utilisent l'infographie 3D ?

Comme nous l'avons déjà vu plus haut, l'infographie 3D est devenue courante dans presque tous les secteurs d'activités, allant du divertissement à la construction. On va voir quelques un des secteurs qui semblent beaucoup utiliser le 3D. L'infographie 3D est également utile pour certaines activités impliquant la VR et l'AR.

La cinématographie

La cinématographie a déjà opté pour l'imagerie 3D depuis des années. Si vous avez déjà entendu le fameux fond vert (ou fond bleu), c'est que les réalisateurs utilisent sans doute des images créées par ordinateur ou CGI.

Marvel, Disney ou Netflix présentent en majorité des films où l'on assiste au mariage d'images réelles et de CGI. Ils ont pu conquérir le monde de la cinématographie avec toutes ces images plutôt futuristes telles que dans la saga Star Wars ou Spider-man. D'autre part, les enfants, et même les adultes raffolent des animés tels que Zootopie ou Le Roi Lion.

On ne peut toutefois pas ignorer les efforts fournis pendant la conception jusqu'à la sortie de ces films. Certaines scènes partent d'une conception tridimensionnelle, tirée, bien évidemment, du monde réel. La réalisation de toutes ces images 3D commence par une modélisation 3D.

L'ingénierie

Dans le domaine de l'architecture, les ingénieurs utilisent des progiciels spécifiques. Ces progiciels permettent une bonne visualisation du projet et, et donc, des éventuelles améliorations au fur et à mesure que celui-ci avance.

En matière de conception assistée par ordinateur ou CAO, par exemple, les ingénieurs optent pour une modélisation 3D en vue de créer une image 3D du projet. Les visualisations et les modifications peuvent ensuite s'effectuer avec le temps, jusqu'à obtenir le rendu final souhaité.

La réalité virtuelle et la réalité augmentée ont aussi une grande place dans le secteur de l'ingénierie. Aujourd'hui, il existe bon nombre de progiciels dédiés utilisés dans l'architecture en utilisant la VR, Lumion ou Unreal Engine en l'occurrence. D'autres logiciels de modélisation utilisent la réalité augmentée, on peut citer Augment et Smartreality (disponible à la fois en AR et VR).

Les outils de conception et de collaboration à distance

Une autre manière de tirer profit de l'infographie 3D dans le monde professionnel est son utilisation pour les visualisations et collaborations à distance. Il s'agit d'un monde virtuel, accessible en se connectant à Internet, où un groupe professionnel peut concevoir un projet.

On parle d'un métavers collaboratif. Le métavers est ainsi le monde virtuel où vont se rencontrer les membres du groupe (ingénieurs, artistes, clients, etc.). Le projet va prendre vie à partir d'une modélisation 3D. Le modèle obtenu sera ensuite façonné en fonction des critères imposés par les collaborateurs. Omniverse, le métavers collaboratif créé par Nvidia en est un exemple concret.

Les jeux vidéo en VR et AR

Les jeux vidéo en VR et en AR tels que Pokémon Go ne cessent d'attirer petits et grands. Leur particularité réside dans le fait qu'ils sont complètement immersifs. Ce type de divertissement interactif part de différents modèles 3D.

Les personnages et les avatars, ainsi que l'environnement où se déroulent les aventures ont tous été tirés du monde réel ajoutés de quelques brillantes idées futuristes.

Ce ne sont pas toutefois tous les domaines dans lesquels on utilise l'infographie 3D, il y en a beaucoup d'autres comme la santé ou l'exploration spatiale.

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