Bien que les termes « rendu 3D » et « visualisation 3D » soient parfois utilisés de façon interchangeable, le rendu 3D constitue en fait l’étape finale du processus de visualisation 3D. Voici une description détaillée du processus de visualisation 3D, qui se conclut par le rendu 3D.
Guide du rendu 3D
La visualisation 3D est omniprésente, des simples publicités à la réalité virtuelle immersive. Architectes, designers de produits, designers industriels et agences de branding utilisent le rendu 3D pour créer de superbes images, plus vraies que nature. Découvrez en quoi consiste le rendu 3D, comment il fonctionne et quelles solutions Adobe vous pouvez utiliser pour créer vos propres objets et environnements 3D.
Qu’est-ce que le rendu 3D ?
Ce terme désigne la création d’une image 2D photoréaliste à partir de modèles 3D. Le rendu 3D est l’étape finale du processus de visualisation 3D, qui consiste à créer des modèles d’objets, à leur appliquer des textures, puis à ajouter un éclairage à la scène.
Les logiciels de rendu 3D prennent toutes les données associées au modèle 3D et les transforment en image 2D. Grâce aux nouvelles fonctionnalités de texture et d’éclairage, cette image 2D pourra ressembler à s’y méprendre à une vraie photographie, ou sera stylisée à dessein. Tout dépendra de l’artiste et de l’objectif recherché.
Quel est le principe de fonctionnement du rendu 3D ?
1. Créer des objets ou modèles 3D à l’aide d’un logiciel de modélisation 3D
Il existe plusieurs façons de créer un modèle 3D, ou une scène entière. Certaines applications de sculpture permettent de créer et de façonner des polygones, pour obtenir au final une ressource 3D. Ce type de modélisation peut, par exemple, convenir à la création de ressources organiques, comme des plantes ou des personnes, car il se prête bien à une interprétation artistique de formes plus ou moins irrégulières.
D’autres approches sont possibles. Certains outils de modélisation permettent de créer des arêtes et des surfaces, plutôt que des polygones, dans un espace tridimensionnel. Cette méthode de création de ressources 3D apporte une grande précision mathématique, et ces outils servent souvent dans les domaines du design industriel ou de la conception assistée par ordinateur (CAO).
Vous pouvez aussi choisir de « numériser » un objet réel à l’aide d’un outil spécialisé. Les données capturées de cette manière vous permettront de recréer l’objet dans un espace 3D. Enfin, vous pouvez opter pour la génération procédurale, processus par lequel votre logiciel sculpte un modèle à votre place sur la base d’un ensemble de règles mathématiques définies au préalable.
Quelle que soit la façon dont vous créez votre modèle 3D, l’étape suivante est l’application de textures.
2. Ajouter des matières aux objets 3D
Les polygones définissent la forme des objets 3D, mais sont eux-mêmes dépourvus de couleur ou de détails en surface. Les artistes peuvent appliquer une texture à chaque polygone d’un objet 3D. Les textures peuvent être de simples couleurs monochromes ou simuler l’aspect de n’importe quelle surface, qu’il s’agisse de matières naturelles comme la roche ou le bois ou de surfaces industrielles en métal ou en plastique.
Un seul objet 3D peut être composé de milliers, voire de millions, de polygones. Qu’il ait l’aspect lisse et moderne d’un mixeur de cuisine ou la rugosité d’une peau d’éléphant, il reste un objet composé de polygones et de surfaces plus ou moins brutes. Avec les matières 3D appropriées, il est toutefois possible de créer l’illusion de la profondeur 3D. Ces textures font bien plus que conférer de la réflectivité ou de la couleur à un objet : elles peuvent ajouter des détails fins, comme les points d’un tissu ou les rangées de rivets sur le bord d’une surface métallique industrielle. Créer ce type de détails prendrait énormément de temps si vous deviez les ajouter manuellement à la géométrie d’un objet.
3. Ajouter un éclairage à l’environnement 3D
Les objets 3D doivent avoir l’air réel, surtout dans les cas d’usage courants tels que les rendus architecturaux et la visualisation architecturale, qui permettent de transformer un simple plan en une représentation précise du projet final.
Des sources de lumière réalistes sont déterminantes pour transformer un ensemble d’objets polygonaux en espace plus vrai que nature. Mais la plupart du temps, ce ne sont pas les artistes 3D qui dessinent eux-mêmes en ombres et lumières. En fait, une scène 3D comprend des paramètres pour la direction, l’intensité et le type de source lumineuse qui éclaire les différents objets.
Les textures créées avec la collection d’outils Adobe Substance 3D respectent par défaut les principes du rendu physique réaliste (PBR, Physically Based Rendering) et paraissent donc réalistes dans toutes les conditions d’éclairage. Ainsi, une table en bois aura toujours l’air d’être en bois, qu’elle soit placée sur une terrasse ensoleillée, à l’intérieur ou même en sous-sol.
Il convient de noter que certaines surfaces et matières déforment la lumière ou interagissent avec elle de différentes manières. Ainsi, le verre et la glace, translucides, réfléchissent et réfractent la lumière. La lumière joue sur la surface de l’eau et d’autres liquides et, dans certaines circonstances, les prismes produisent de minuscules arcs-en-ciel. Une scène bien texturée et éclairée artistiquement peut être fascinante et prendre une dimension dramatique.
4. Achever le rendu de l’image 3D
Une fois les objets 3D créés et texturés, et l’environnement éclairé, le processus de rendu 3D peut commencer. Il s’agit d’un procédé informatique qui consiste essentiellement à prendre un « instantané » de votre scène, à partir d’un point de vue que vous définissez. Le résultat est une image 2D de votre scène 3D.
Le logiciel de rendu peut créer une seule image ou plusieurs images se succédant rapidement pour créer l’illusion d’un mouvement en temps réel.
Le rendu n’est pas un processus uniforme : de nombreuses méthodes peuvent être utilisées, telles que le temps réel, le lancer de rayons, etc. qui peuvent influer sur la qualité du résultat. Pour en savoir plus sur les fonctionnalités GPU et CPU, rendez-vous sur la page indiquant la configuration matérielle requise pour les solutions 3D d’Adobe.
