Découvrir la richesse de l’univers 3D

Sommaire :
 

• Qu'est-ce que la 3D ?
  
• Les principales utilisations de la 3D
  
• Les bases de la conception 3D

Qu’est-ce qu’une image 3D

Aujourd’hui, le terme 3D est employé pour désigner les images de synthèse, ou images numériques. Alors concrètement, qu’est-ce qu’une image en 3D ? Rentrons un peu plus dans les détails.

L’homme est capable de visualiser des images en trois dimensions et de percevoir les volumes, la profondeur et les perspectives de celles-ci. En réalité, l’œil humain ne perçoit les images qu’en deux dimensions : c’est le cerveau qui traite ensuite ces données pour créer la vision en trois dimensions, telle que nous la connaissons.

Basée sur ce principe, la technologie 3D est aujourd’hui utilisée dans de nombreux domaines. L’infographie 3D est la représentation d’images en perspective, notamment sur des supports plats (en deux dimensions) comme les écrans d’ordinateur ou de télévision. Ces images sont créées grâce à des logiciels informatiques de conception 3D.

Infographie 3D d’une forme abstraite et colorée

À quoi sert la 3D ?

Comme nous l’avons évoqué, la 3D est aujourd’hui utilisée dans de nombreux domaines de la vie quotidienne. Ses principaux avantages sont les suivants : elle permet de créer un objet ou une scène tout droit sortie de notre imagination. La 3D permet également de concevoir des images qui seraient impossibles à visualiser autrement. Plus immersive, elle crée une vraie proximité avec les scènes ou les images visualisées. Prisée des créatifs, la 3D permet de réaliser des projets uniques et innovants. Un outil puissant qui pousse encore plus loin les limites du réel et de l’imaginaire.

Les principales utilisations de la 3D  

Les technologies 3D sont nombreuses et leur utilisation est donc de plus en plus répandue. Pour mieux comprendre ces technologies, voyons d’abord quels sont les différents types de 3D.

Les différents types de 3D

En matière d’image 3D, différentes techniques sont utilisées par les professionnels.

•    La 3D précalculée : il s’agit des techniques utilisées pour les films d’animation, les illustrations ou les effets spéciaux par exemple. Cette technique permet de réaliser de nombreuses images à la fois très détaillées et réalistes.
•    La 3D en temps réel : elle permet la visualisation instantanée d’images et objets 3D. Généralement utilisée pour les jeux vidéo, les applications interactives (comme les visites virtuelles) ou les simulations, son avantage principal réside dans sa rapidité d’affichage, et donc dans la fluidité de ses animations.
•    La 3D en relief ou stéréoscopie : utilisée principalement dans le domaine du cinéma, la 3D en relief est une technologie nécessitant l’utilisation de lunettes 3D. Démocratisée dans les années 2010 avec l’avènement des films en 3D au cinéma, cette technologie diffuse 2 images simultanément sur l’écran, chacune d’entre elles étant légèrement polarisée. L’utilisation des lunettes permet de retranscrire celles-ci en une seule image, créant un effet de relief en trois dimensions.

Ces différentes techniques peuvent être employées seules ou de manière complémentaire.

La 3D en relief au cinéma grâce aux lunettes 3D

Les technologies 3D

Les technologies 3D ne s’arrêtent pas à la conception d’images. La réalité virtuelle (VR) permet par exemple de simuler numériquement un environnement artificiel. L’utilisateur est plongé dans un univers virtuel (notamment par la vue) pour vivre une expérience sensorielle pour le moins unique. Pour garantir une immersion totale dans ce monde numérique, l’utilisateur porte un casque de réalité virtuelle utilisant une technologie 3D stéréoscopique.

La réalité augmentée (AR), elle, est une combinaison de la réalité, l’environnement réel, et d’éléments virtuels (sons, images, vidéos, etc.). Elle permet d’ajouter des objets virtuels dans une image réelle, par exemple dans certains jeux ou applications.

Vous avez également sûrement déjà entendu parler d’impression 3D. Cette technologie, il y a quelques années encore très peu accessible, s’est aujourd’hui démocratisée. Disponibles à la vente même pour les particuliers, ces imprimantes permettent de créer de véritables objets en trois dimensions.

Domaines d’utilisation de la 3D

Comme nous l’avons évoqué, l’utilisation de la 3D est aujourd’hui courante dans de très nombreux domaines. Que ce soit dans le secteur du divertissement (cinéma, animation, jeux vidéo) ou dans le secteur professionnel (médecine, industrie, ingénierie, architecture, etc.) la 3D a su se montrer indispensable.

La 3D au cinéma : Vous vous en doutez, le cinéma est l’un des domaines phares de l’utilisation de la 3D. Outre la réalisation de films d’animation ou de films en trois dimensions nécessitant l’utilisation de lunettes, la 3D est également au cœur de la conception des effets spéciaux. Les réalisateurs s’appuient par exemple sur le fameux fond vert pour créer des effets et des images assistées par ordinateur.

La 3D dans les jeux vidéo : Comme dans le secteur cinématographique, la 3D est essentielle à la conception de jeux vidéo. La technologie est utilisée pour créer les images, les scènes et animations, mais elle peut aussi être combinée aux technologies de réalité virtuelle ou de réalité augmentée, pour proposer une expérience de jeux complètement immersive et interactive.

La 3D dans l’ingénierie et le domaine professionnel : Dans le domaine professionnel aussi la 3D est au cœur de nombreux projets. La conception assistée par ordinateur (CAO) est généralement utilisée pour créer différentes images et objets 3D : représentation de machines, de produits, de procédés ou encore de bâtiments… Archéologie, ingénierie, architecture, médecine, industrie, commerce : la demande est bel est bien présente dans de nombreux secteurs d’activité.

Modélisation 3D dans le domaine de l’architecture

Une fois l’image 3D crée, l’utilisation de progiciels permet de suivre l’avancée et les modifications du projet jusqu’au rendu final. La 3D peut aussi être utilisée pour faciliter les collaborations : les équipes professionnelles peuvent concevoir un projet à distance en se connectant à un espace, un monde virtuel, dans lequel les différentes parties prenantes (clients, ingénieurs, infographistes 3D, etc.) se rencontrent. On parle alors de metaverse collaboratif.

Les bases de la conception 3D  

Vous souhaitez modéliser un objet ou une image en 3D, mais ne savez pas par où commencer ? Rassurez-vous, bien que la modélisation 3D puisse paraitre très compliquée lorsqu’on débute, il existe de nombreux outils pour vous aider à donner vie à vos créations. Dans cette partie, nous aborderons en détail le processus de création et les bases de la création d’images 3D.

Comment faire de la 3D ?

La création 3D peut se diviser en 6 grandes étapes.

•    La modélisation : la modélisation est la première étape du processus de création 3D. Elle consiste à (re)créer un objet virtuellement en trois dimensions. Pour ce faire, les infographistes utilisent des logiciels de conception 3D, dans lesquels ils vont créer des faces (aussi appelées polygones) et des formes. En assemblant, redimensionnant, étirant, et modifiant ces formes, ils modélisent petit à petit l’objet souhaité, que ce soit des infrastructures, du mobilier, des bâtiments ou des personnages.

•    Le texturing : une fois que l’objet est modélisé, la seconde étape consistera à lui appliquer différentes textures. Par exemple, les matériaux comme le bois, le métal ou le béton seront utilisés pour les modélisations de bâtiments, les tissus pour les personnages, etc. Quel que soit le matériau, des couleurs, textures et reflets spécifiques lui sont attribués. Pour ajouter ces différentes textures, un mapping 3D est réalisé : les textures sont redimensionnées et adaptées à chacune des zones de l’objet.

Modélisation 3D d’un personnage et mapping utilisé pour appliquer la texture

•    L’animation : la troisième étape du processus consiste à animer l’objet créé (dans le cadre d’un projet vidéo par exemple). L’infographiste doit s’assurer de la cohérence et du réalisme des mouvements dans les différentes scènes. Les techniques d’animation 3D sont nombreuses et varient en fonction des objets à animer. Les clés d’animation permettent par exemple de définir les changements à appliquer aux images, en utilisant les coordonnées de différents points. Pour les personnages ou les animaux, la technique courante consiste à modéliser un squelette virtuel. Celui-ci permettra aux infographistes de réaliser différentes poses avec les personnages, comme on pourrait le faire avec une marionnette. Lorsqu’il s’agit de projets de plus grande envergure, pour le cinéma par exemple, le squelette virtuel peut être couplé à la technologie de motion capture, qui permet de créer en temps réel une animation 3D virtuelle à partir des mouvements d’acteurs. Pour simuler des éléments tels que les liquides ou les fluides, des technologies comme les systèmes de particules peuvent être utilisées.

•    Les effets spéciaux : la quatrième étape de la conception 3D consiste à ajouter des effets spéciaux. Il peut s’agir d’effets impressionnants comme les explosions, mais il s’agit aussi de tous les détails comme les feux, les nuages, les cheveux, les traces de pas… D’autres effets spéciaux seront également ajoutés plus tard lors de la phase de post-production.

•    L’éclairage : la cinquième étape du processus consiste à ajuster les paramètres de l’objet ou de la scène virtuelle et à mettre en place les lumières (comme le ferait un metteur en scène par exemple). L’objectif ? Assurer la cohérence des reflets et de l’éclairage d’une scène.

L’éclairage apporte du réalisme aux images 3D

•    Le rendu : la dernière étape du processus consiste à calculer (par ordinateur) les images finales. Le logiciel produit l’animation en prenant en compte tous les paramètres et les effets définis dans les précédentes étapes.

Enfin, la post-production peut faire suite à ce processus pour améliorer l’image brute et ajouter des effets supplémentaires (avec l’utilisation d’autres outils et logiciels).

Quels logiciels de conception 3D ?

Pour s’initier à la modélisation ou au dessin 3D, l’utilisation d’un logiciel de conception 3D sera nécessaire et dépend du type de projet que vous souhaitez mener. S’agit-il de CAO 3D, de modélisation, d’effets visuels, de conception de produits, d’architecture, d’ingénierie ?

L’écosystème Adobe Substance 3D propose différentes applications pour créer des objets en 3D, de la modélisation au rendu final. Il vous permet d’élaborer des modèles 3D, d’assembler et de composer des scènes, d’ajouter des textures et des matières, ou encore de puiser dans une bibliothèque de ressources 3D dans laquelle vous pourrez trouver l’inspiration. Il n’y a plus qu’à donner vie à votre imagination !