Tout savoir sur l’animation 3D et le potentiel illimité du numérique

Sommaire :
 

• Comment fonctionne l’animation 3D ?
• Quelle différence entre 3D et 2D ?
• Les différents domaines d’application
• Les techniques complémentaires
• L’évolution de la technologie
• La création à l’ère de l’animation 3D

Comment fonctionne l’animation 3D ?  

L’animation 3D, aussi appelée image de synthèse, est une méthode d’animation de modèles 3D générés par ordinateur. Elle voit le jour en 1972 lorsque le physicien Edwin Catmull reproduit une version numérique de sa main gauche dont les doigts s’animent.

L’animation 3D connait un essor considérable avec le bond technologique des années 1990 et la démocratisation de l’outil numérique, qui permettent la combinaison d’ordinateurs plus puissants et de logiciels innovants. Cette période a plus largement favorisé le motion design dans son ensemble, c’est-à-dire tous les arts visuels axés sur le mouvement. Jusqu’ici défini en deux dimensions (hauteur et largeur), l’univers de la création numérique s’enrichit d’une nouvelle dimension : la profondeur.

La modélisation – c’est-à-dire la conception et l’utilisation d’un modèle – est un fondement de l’animation 3D. Elle permet de réaliser un dessin 3D de la forme de l’objet ou du personnage à modéliser, de définir sa texture et de construire son squelette, qui permet ensuite de l’articuler avec réalisme. Certains logiciels permettent même de numériser des modèles existants.

L’étape de modélisation permet notamment de donner une forme et une texture aux objets et personnages qui composeront votre animation 3D

L’étape de composition consiste à superposer et animer des couches de décors et des personnages, mettre en mouvement de façon fluide les déplacements et poses que les modèles 3D prennent au sein de leur environnement. Une fois les mouvements et le cadre définis avec soin, il faut ajouter les effets spéciaux annexes (explosion, fumée, etc.), ainsi que l’éclairage. L’ensemble de ces paramètres est ensuite intégré au sein d’un logiciel, dont les algorithmes définissent un rendu final.

Notons toutefois que l’animation 3D comporte tout un pan physique, aussi appelé stop motion, un savoir-faire artisanal hérité des marionnettistes. Ici, il s’agit de la création plastique d’un modèle, qu’il soit en plâtre, en pâte à modeler ou à partir d’autres matières. Un fois réalisé, le modèle est photographié en série dans un mouvement très lent et progressif. Une photo est prise, le modèle déplacé très légèrement, une photo est prise, puis le modèle déplacé... Un processus d’animation 3D dantesque, qui requiert une exigence absolue pour éviter les faux raccords dus à une ombre dans le fond de la photo, le reflet d’une lumière ou une tout autre détérioration du modèle.

Le stop motion est une méthode d’animation 3D qui nécessite peu de modélisation numérique puisque les personnages, objets et décors sont faits à la main

Quelle différence entre 3D et 2D ?  

Comme rappelé précédemment, la 3ème dimension impliquée est donc la profondeur. Les deux types d’animation sont donc radicalement différents : l’animation 2D est basée sur un enchaînement de dessins (qu’ils soient réalisés sur un support papier ou numérique), tandis que l’animation 3D se concentre sur la mise en mouvement d’un modèle généré numériquement via un logiciel.

Dessin animé au sens propre du terme, l’animation 2D est née de la main d’Émile Cohl, avec son court-métrage Fantasmagorie (1902). Elle est popularisée à partir de l’après-guerre par les biais du cinéma et de la télévision, et est encore omniprésente de nos jours, que ce soit dans les publicités, les divertissements visuels ou les vidéos éducatives. L’animation 2D est exigeante puisqu’elle nécessite la création de 24 dessins pour animer une seule seconde de vidéo.

L’animation 2D exige de découper le mouvement du personnage en plusieurs parties

Néanmoins, l’animation 3D n’est pas en reste en ce qui concerne sa complexité. Après avoir modélisé votre objet ou personnage, vous devez l’animer et constituer son rendu visuel dans les moindres détails. Autant d’étapes qui requièrent un réel savoir-faire afin de proposer un contenu de qualité. L’animation du modèle 3D repose sur ce que l’on appelle des poses clés, elles indiquent les mouvements importants que le modèle doit effectuer dans une séquence donnée. Les animateurs sont ensuite chargés de créer les images intercalaires qui s’enchaînent entre les poses et fluidifient le mouvement.

Les différents domaines d’application

Univers médical et animation 3D

L’animation 3D est un excellent moyen de rendre intelligibles des phénomènes complexes, d’autant plus lorsqu’ils ne sont pas facilement observables. Elle permet de représenter certaines situations précises, inobservables habituellement sans un matériel spécifique ou difficilement compréhensibles si l’on n’appartient pas au corps médical. Ainsi, il est aujourd’hui possible pour un médecin de montrer concrètement à son patient comment tel ou tel traitement influencera son organisme. L’explication de l’influence des maladies sur le corps peut ainsi être décrite beaucoup plus précisément que par le passé, grâce à ce support visuel interactif. Un outil multimédia permet en effet une plus grande compréhension des enjeux médicaux, interprétés par la vue plutôt que par un langage médical parfois inintelligible pour le patient.

L’imagerie médicale a réellement progressé avec l’arrivée de l’animation 3D, qui permet au personnel soignant de faire comprendre au patient l’enjeu des interventions

L’animation 3D joue également un rôle important dans l’utilisation thérapeutique de la réalité virtuelle. Elle peut par exemple être utilisée pour permettre à un patient atteint d’une phobie de s’y confronter, de manière virtuelle dans un premier temps. Du côté du personnel médical, la réalité virtuelle permet même d’entraîner les étudiants chirurgiens à apprendre certaines manipulations et opérations. Des blocs opératoires sont modélisés, ainsi que l’urgence à traiter. Les étudiants peuvent ainsi profiter d’un cadre sans risque, tout en intégrant de manière plus efficace leurs expériences.

Architecture et animation 3D

Des modélisations architecturales photoréalistes et interactives ont été rendues possibles par la technique d’animation 3D. Les présentations des projets nous immergent à présent dans le bâtiment achevé dont les éléments sont finement texturés et éclairés. Il est également mis en contexte avec les silhouettes des personnes qui vont l’utiliser et des éléments de décor. De l’esquisse, on passe à la démonstration, sans même avoir à réaliser une maquette physique, qui nécessite des heures d’effort et d’application.

Avec l’animation 3D, les projets peuvent être visualisés avec plus de justesse et donner un aperçu de la forme finale qui sera plus identifiable pour les différents interlocuteurs. Ce principe de visite virtuelle se retrouve également dans le secteur immobilier, où les visites de nombreux biens s’effectuent à distance, ces derniers étant entièrement numérisés en trois dimensions.

Grâce à l’animation 3D, il est possible de se déplacer physiquement dans un bâtiment qui n’est pas construit

Cinéma et animation 3D

Du chemin a été parcouru depuis les débuts des trucages dans le cinéma. Si Georges Méliès médusait les foules dès 1902 avec son Voyage dans la lune, les effets spéciaux sont aujourd’hui indissociables de l’animation 3D. Il est ardu de se rendre compte de l’omniprésence de ces effets spéciaux, qui se manifestent parfois de façon discrète, que ce soit dans une végétation ajoutée, un ciel artificiellement dégagé ou un animal incrusté au second plan.

L’animation 3D a permis d’immerger le spectateur dans des univers réalistes quoique totalement fictionnels

Certains films entièrement animés nécessitent plusieurs dizaines d’animateurs à la manœuvre, sans compter les artistes concepteurs (chargés d’établir un référentiel visuel qui forme la base de tous les éléments graphiques), ainsi que les professionnels responsables de la composition ou encore de la modélisation. Lorsque plusieurs studios sont engagés dans la réalisation d’un film à gros budget, le nombre de collaborateurs se compte par centaines.

Jeux vidéo et animation 3D

Dans les années 1990, le jeu vidéo a connu une révolution : la 3ème dimension ! Intégrant jusqu’alors une vue de profil du personnage ou une vue du dessus, les titres proposés se limitaient à deux dimensions. Avec l’avènement des calculs de projection des moteurs de jeu 3D, les images prennent une dimension supplémentaire. Les développeurs peuvent à présent se concentrer davantage sur le contenu et les textures, les calculs de géométrie et de physique du jeu étant gérés par l’ensemble des composants logiciels contenus dans le moteur de jeu choisi comme base.

 Le développement des jeux vidéo a été bouleversé par l’animation 3D

Les techniques complémentaires

Motion capture

La motion capture (ou capture de mouvements) permet de modéliser de façon très fidèle des expressions faciales jouées par des acteurs. Cette technologie utilise des capteurs placés sur différentes parties du visage pour réaliser une animation 3D du faciès de leurs modèles. Plus largement, la motion capture permet de créer un modèle 3D qui adopte les postures, gestuelles et déplacements de la personne sur qui les marqueurs sont placés. Il s’agira ensuite d’habiller le modèle de textures pour compléter le processus de conception.

Hologrammes

L’holographie, cette technique permettant de projeter l’image d’un objet en volume, et par extension les hologrammes, est rendue possible grâce à la compréhension du principe de 3ème dimension. Déjà pensée par Jules Verne à la fin du XIXème siècle, cette méthode consiste à créer des interférences entre l’onde diffractée par un objet et la lumière issue de lasers, pour ainsi restituer son image en trois dimensions. Un savoir-faire qui a notamment permis à un célèbre rappeur décédé de remonter sur scène en 2012. Il s’agit dans ce cas d’une reproduction holographique : le modèle est calculé en 3D mais projeté en 2D sur un voile incliné quasiment transparent.

L’hologramme est une projection en volume et dans l’espace d’un modèle 3D

Cette possibilité de reproduire des personnages existants ou ayant existé nous mène naturellement sur le sujet de la doublure numérique. Cet outil permet à des modèles 3D de reproduire fidèlement la gestuelle et les mimiques d’un vrai acteur. Ainsi, lorsque ces derniers doivent tourner des scènes qui présentent un risque ou qui sont impossibles à réaliser, le recours à cette doublure numérique permet de substituer le modèle 3D à l’acteur, sans que cela ne soit perçu par le spectateur. Pour alimenter la conception du modèle et son animation 3D, l’acteur est scanné intégralement, exposé à différents niveaux de luminosité afin de percevoir comment sa peau ou ses yeux absorbent ou reflètent la lumière.

Génération procédurale

Partenaire essentielle de l’animation 3D des jeux vidéo et notamment des mondes ouverts, la génération procédurale est un contenu numérique réalisé automatiquement et à grande échelle par des algorithmes qui répondent à un ensemble de règles précises. Cette technique permet de donner vie à des paysages virtuels toujours plus profonds, détaillés et réalistes, en allégeant considérablement le travail de modélisation et d’habillage des décors. Elle prend également en compte les animations de mouvement et les interactions entre les éléments afin de produire un environnement cohérent, répondant à une physique égale.

La génération procédurale permet de créer un modèle d’environnement qui réponde aux principes d’animation 3D définis dans les algorithmes

L’évolution de la technologie

Amélioration technique

En quelques années, comme le prouve le secteur des films d’animation, la qualité des textures, des mouvements, le réalisme de la lumière et la justesse des expressions faciales des personnages ont grandement évolué. Chaque projet d’animation 3D, chaque film, développe ses propres outils, les studios d’animation accumulant les technologies au fil de leurs expériences. Ainsi, il n’est pas rare que chaque studio développe ses propres algorithmes et moteurs de simulation graphique, qui peuvent être enrichis d’une production à l’autre.

Entre les textures, reflets, ombres et mouvements de la fumée, de la roche et des eaux, l’animation 3D de ce visuel est le fruit d’un travail complexe

Choisir un logiciel adapté à son projet

Vous vous demandez quel logiciel utiliser pour faire de l’animation 3D ? Selon votre secteur d’activité et vos attentes en matière d’animation, vous porterez votre choix sur une solution numérique ou l’autre. Il est important de déterminer précisément vos besoins avant de vous décider. En effet, il est désormais possible de réaliser une animation 3D sans pour autant être un expert. Voici les questions que vous pouvez vous poser : Quel type de workflow devez-vous concevoir ? Quel niveau de personnalisation souhaitez-vous pour votre interface ? Quelles fonctionnalités d’animation recherchez-vous plus spécifiquement ?

Selon la nature de vos besoins, il existe différents logiciels d’animation 3D susceptibles de vous correspondre

La création à l’ère de l’animation 3D

L’animation 3D a bouleversé notre rapport à la création. En ajoutant un nouveau plan dimensionnel, elle a permis de générer progressivement des univers de plus en plus sophistiqués et réalistes, répondant à des critères physiques définis à l’aide d’algorithmes qui, une fois programmés, fonctionnent de façon autonome pour réaliser des animations cohérentes et fluides.

L’animation 3D développe le potentiel créatif en assurant une physique cohérente des mouvements des personnages et de leurs textures

Elle est un outil de communication puissant, ainsi qu’un medium artistique novateur, qui permet à des artistes de créer quasiment sans limite. Par sa nature mathématique et algorithmique, l’animation 3D offre la possibilité de créer des mondes uniques, répondant à un ensemble de facteurs complexes, renseignés par l’humain ou générés par une intelligence artificielle. Les fonctions intelligentes d’Adobe Substance 3D vous permettent par exemple de réaliser votre animation 3D en toute simplicité, du choix du plan à la texture, en passant par notre bibliothèque de modèles 3D.