Découverte de la 3D
LES PREMIÈRES NOTIONS
Définition
La 3D est un monde très vaste et, à l'image de tous les domaines du numérique, en constante évolution. Je vais ici non pas vous donner des techniques et astuces de modélisation, mais une introduction aux néophytes, curieux de découvrir ce qui se cache derrière leurs effets spéciaux et jeux vidéos préférés !
Avant d'aller plus loin, permettez moi de vous définir l'infographie 3D : il s'agit de toutes les créations en 3 dimensions d'objets, environnements et êtres vivants par informatique. A vrai dire, la liste des possibilités ne s'arrête pas ici, la limite repose simplement dans notre imagination.
Prenez Gollum par exemple, cet être emblématique du Seigneur des Anneaux cherchant à s'emparer de toutes les technologies de la 3D. Il s'agit bien évidemment d'une modélisation en 3 dimensions lui-même, tout comme les wyverns, trolls, certains environnements et autres fantaisies issues de l'imaginaire de Tolkien.
La 3D, ça sert à quoi ?
Alors la 3D se limite aux effets spéciaux de films, c'est ça ? Pas du tout ! Le champ d'action de ce domaine est déjà très vaste et tend à le devenir encore plus. Concrètement, vous allez en retrouver de plus en plus dans les agences immobilières afin de découvrir votre maison en avant première, dans les bijouteries pour apprécier leurs produits en navigant tout autour, dans les jeux vidéos dont la plupart sont intégralement réalisés en 3D, dans le cinéma, le médical, le marketing, la publicité, l'imagerie scientifique.... Bref, elle fait déjà partie de notre quotidien et ne fait que grandir ! Vous pouvez retrouver un exemple de modélisation en navigant dans la partie 3D de mon site vitrine 😉
COMMENT CRÉER UN OBJET 3D ?
Tout d'abord, pour plus de clarté et de justesse, nous ne dirons plus "Création d'un objet en 3 dimensions" mais "Modélisation 3D" qui est le terme utilisé dans le milieu. Cela mis au clair, commençons !
Alors pour créer Gollum, il faut juste le modéliser c'est ça ?
Ne nous précipitons pas ! La modélisation ne constitue qu'une marche d'un long escalier. Il existe de nombreuses étapes avant d'en arriver à une réalisation digne du grand écran, l'ensemble de ces étapes constituant le Workflow du modélisateur. Je vais ici vous présenter le Workflow que j'applique à tout objet organique ou très détaillé, donc la suite d'étapes que je réalise pour ces projets.
La Préparation
Pour nous accompagner tout au long de ce Workflow, j'ai décidé de vous présenter Nobuo, un samouraï qui nous aidera dans notre compréhension.
Préalablement à tout projet, il faut tout d'abord faire quelques choix. Le 1er correspond au style que l'on recherche, cartoon, semi-réaliste ou réaliste. Cette question est très importante pour la suite car le rendu sera très différent ! Nobuo sera dans un style réaliste, je souhaite qu'il ait pu réellement exister. Maintenant, quelques recherches s'imposent afin de définir des pièces d'armure qui existent réellement, trouver des motifs ou formes qui nous inspirent, comprendre et reproduire la culture japonaise, ...
Le Sculpting
Nos recherches et notre style définis, il n'y a plus qu'à se lancer. La 1ère étape est le sculpting : il s'agit de travailler, à la manière d'un sculpteur, une forme prédéfinie (sphère, carré, ...) comme une pâte à modeler jusqu'à obtenir la résultat escompté. On est libre de réaliser le moindre détail facilement, en dessinant directement sur l'objet, le déformant selon notre bon vouloir jusqu'au niveau de détails qui nous convient. Certaines réalisations que vous pourrez observer sur internet proviennent directement de cette étape, vous comprendrez pourquoi nous allons plus loin un peu plus tard, patience 😉
La modélisation
La voilà ! L'étape tant attendue, cruciale afin de porter notre projet bien plus loin.
Mais Nobuo était déjà très bien à l'étape précédente, que veux-tu faire de plus ?
Très bonne question Patrick ! Quelle est l'utilité d'aller plus loin quand on a déjà notre résultat final ? Il y a plusieurs raisons à cela. Tout d'abord, les textures. Vous le verrez à la prochaine étape, appliquer des textures n'est déjà pas de tout repos, mais le faire sur un logiciel de Sculpt est à se tirer les cheveux, puis les poils, puis les oreilles, ... Heureusement ces logiciels proposent des outils pour les peindre directement et leur appliquer des matériaux pré-existants (or, acier, plastique, ...), mais cela restera des textures très basiques.
L'autre point, pas des moindres, nécessite d'apprendre une nouvelle notion : le maillage. Tout objet 3D est en fait un assemblage de points, formant des polygones. Chaque point possède des coordonnées X, Y et Z (respectivement Largeur, Profondeur et Hauteur, d'où les 3 dimensions), nous permettant de visualiser notre travail. Un ensemble de 4 points constitue un polygone (donc des carrés ou rectangles). Le problème du Sculpting est que, plus on avance dans le niveau de détails plus il y a de polygones, et plus il y a de polygones plus cela nécessite un ordinateur puissant si vous ne voulez pas qu'il explose. Il est donc nécessaire de passer par une étape où on recrée le maillage de 0, en se basant sur les coordonnées des points du Sculpt afin de garder les mêmes formes et proportions, seul le niveau de détail et la qualité du maillage changent. La qualité du maillage, donc la disposition des polygones, est très importante pour nous faciliter le travail aux textures et encore davantage pour l'animation !
L'explication n'est certainement pas évidente pour quelqu'un qui découvre tout ceci, pour résumer plus simplement le Sculpting affiche plus de points que notre ordinateur ne le supporte, imaginez un peu une scène avec plusieurs Sculpt, ce serait ingérable ! Nous devons donc reprendre notre Sculpt sur un logiciel de modélisation et recréer à la main chaque polygone de l'objet, de manière à en avoir le moins possible en gardant un maximum de détail. Cette opération, demandeuse en temps et en réflexion, constitue la retopologie. La modélisation pure, elle, représente la même étape sans passer par un sculpt au préalable, mais la retopologie reste une étape de modélisation. Je vous présente maintenant le maillage de Nobuo !
L'UV Unwrapping
La périlleuse étape de la modélisation passée, les larmes et gouttes de sueur ayant déjà coulé, nous pouvons enfin ajouter un peu de couleur et de matière ! Ça y est ! Hé non... Nous avons encore une étape : l'UV unwrapping.
Non non, nous n'allons pas bronzer grâce à cela, l'UV unwrapping (traduit dépliage d'UV) correspond à la réalisation du patron de nos objets, c'est-à-dire la mise à plat de votre objet par dépliage.
Souvenez-vous, lorsque vous étiez petits, vous aviez sûrement fabriqué toute sorte d'objets en papier. Prenons la forme la plus basique : un cube. Pour réussir à créer votre cube, vous deviez d'abord découper une forme sur une feuille de papier, le patron, que vous retrouvez sur l'image. Le principe est le même en 3D, on découpe notre objet en suivant les lignes de nos polygones de manière à créer notre patron.
L'utilité de ce procédé est de pouvoir appliquer des textures qui ne seront pas déformées. En effet, si on ne le faisait pas, notre logiciel ne comprendrait pas quelle couleur intégrer à quel polygone, d'autant plus que chaque polygone est différent par sa taille, ses angles, ses coordonnées, ... Bref, trop d'informations qui ne peuvent être automatisées puisque chaque objet est unique !
Le Texturing
Nous y voilà ! Tous ces efforts pour en arriver là ! Les textures vont apporter tout le charme dont on a besoin, nous allons ainsi trouver un design qui nous convient, simuler efficacement la matière de l'objet qui nous intéresse et retranscrire les volumes du sculpting, afin de retrouver le niveau de détail que nous avions perdu lors de la modélisation.
Hé oui ! Les textures ne servent pas qu'à mettre de la couleur, elles donnent réellement vie au projet. Permettez-moi de vous présenter quelques-unes de celles que j'ai utilisées pour Nobuo.
- ID Map : Elle n'apporte rien au rendu final, elle sert uniquement à l'infographiste afin de regrouper chaque matière par code couleur. Nous aurons par exemple du bleu pour tout ce qui est du fer, du jaune pour le carbone, ... Cela constituera un gain de temps considérable lors de la réalisation de la matière voulue.
- IOR : Indice de Réfraction, ici rien de très artistique, il s'agit de définir cet indice pour chaque matériau pour être le plus fidèle possible à la réalité. Nous pouvons retrouver cette valeur sur internet, nous reprenons simplement le travail des scientifiques.
- Glossiness : Nous définissons ici la brillance de chaque objet, à quel point il réfléchit la lumière.
- Reflection : C'est bien la glossiness qui définit l'intensité de la réflexion, cette texture indique simplement de quelle couleur va se réfléchir l'objet
- Color : Tout simplement, la couleur
- Normal : Le voilà notre relief ! Je consacrerai un article à la réalisation de cette texture, mais je vais tâcher de la résumer dans cette seule phrase ; Il s'agit de la projection des détails de notre Sculpt sur notre modélisation.
Le Rendu
Le grand moment est arrivé, eeeeeet... Ça tourne !
Coupez ! Coupez ! Attendez, où sont les lumières ? Et les caméras ? Et le fond ?
Aïe, encore des étapes... Avant d'arriver au produit fini, reprenons dans l'ordre. Tout d'abord, installons une caméra à la manière d'un photographe dans l'angle recherché, paramétrons la focale, l'angle de prise de vue, ... De nombreux réglages sont disponibles à ce stade avant d'obtenir le plan parfait pour nous. Maintenant définissons les lumières. Cette étape cruciale nécessitera également un article à part, elle représente un métier à elle seule ! Disons simplement que nous poserons 3 lumières autour de notre objet, ainsi nous déboucherons toutes les ombres qui empêcheraient de bien voir Nobuo et instaurerons une véritable ambiance.
Maintenant nous pouvons lancer le rendu ! Enfin presque. Il reste à régler les rendus eux-mêmes, définir la résolution, la qualité de l'image, des lumières, paramétrer également les rendus de nos textures à part car, oui, nous pouvons demander de simplement faire le rendu de la réflexion par exemple. Ce dernier point nous amène à la dernière étape : le montage.
Direction Photoshop, intégrons un fond que nous avons modélisé ou bien une image libre de droit sur internet et nous pouvons commencer à travailler. Tout d'abord il est important de bien intégrer Nobuo à son fond, il faut donc vérifier que les éclairages correspondent entre le fond et notre rendu, dessiner les ombres et rehausser certaines couleurs qui ne sembleraient pas cohérentes. Il ne reste plus qu'à se servir de nos rendus de texture pour ajouter du contraste, améliorer la réflexion, ...
CONCLUSION
Vous l'avez compris, même lorsque l'on croit que tout est terminé, il reste du travail. La 3D est un domaine très vaste, la plupart de ces étapes constitue un métier à part car, dans les grandes entreprises, il est impossible de demander à la même personne de s'occuper de tous ces procédés, elle perdrait la tête... Je ne vous ai d'ailleurs pas encore tout présenté. Nous pouvons encore parler de montage vidéo, d'animation, de rendu en temps réel et d'autres notions que nous étudierons en détail dans de nouveaux articles. Un freelance se doit d'être généraliste, donc maîtriser tous ces aspects, pour répondre aux attentes de ses clients. Si vous souhaitez vous lancer dans ce domaine, sachez que la route est longue et qu'une fois empruntée vous n'aurez de cesse d'avancer, les technologies progressent bien plus vite que nous !
Si vous souhaitez davantage d'informations, une formation ou bien que vous cherchez un infographiste 3D, contactez-moi.