Contenu
- Une introduction aux techniques de modélisation 3D
- Modélisation Box / Subdivision
- Modélisation des bords / contours
- Modélisation NURBS / Spline
- Sculpture numérique
- Modélisation procédurale
- Modélisation basée sur l'image
- Numérisation 3D
Une introduction aux techniques de modélisation 3D
Sur ce site, nous avons eu l'occasion de couvrir à la fois le surfaçage et le rendu en profondeur relative, et nous avons récemment discuté de l'anatomie d'un modèle 3D. Mais malheureusement, nous avons jusqu'à présent négligé de fournir toute sorte d'informations détaillées sur le processus de modélisation 3D.
Afin de mettre les choses au point, nous avons travaillé dur pour préparer une poignée d'articles qui se concentrent à la fois sur les aspects artistiques et techniques de la modélisation 3D. Bien que nous ayons fourni une introduction générale à la modélisation dans notre discussion sur le pipeline d'infographie, elle était loin d'être exhaustive. La modélisation est un sujet vaste, et un petit paragraphe peut à peine rayer la surface et rendre justice au sujet.
Nous fournirons des informations sur certaines des techniques et considérations courantes qui doivent être faites par les modélistes travaillant sur vos films et jeux préférés.
Pour le reste de cet article, nous commencerons par présenter sept techniques courantes utilisées pour créer des ressources 3D pour l'industrie de l'infographie:
Modélisation Box / Subdivision
La modélisation de boîte est une technique de modélisation polygonale dans laquelle l'artiste commence par une primitive géométrique (cube, sphère, cylindre, etc.) puis affine sa forme jusqu'à ce que l'apparence souhaitée soit atteinte.
Les modélisateurs de boîtes fonctionnent souvent par étapes, en commençant par un maillage basse résolution, en affinant la forme, puis en subdivisant le maillage pour lisser les bords durs et ajouter des détails. Le processus de subdivision et d'affinage est répété jusqu'à ce que le maillage contienne suffisamment de détails polygonaux pour transmettre correctement le concept souhaité.
La modélisation en boîte est probablement la forme la plus courante de modélisation polygonale et est souvent utilisée en conjonction avec des techniques de modélisation de bord (dont nous parlerons dans un instant).
Modélisation des bords / contours
La modélisation des arêtes est une autre technique polygonale, bien que fondamentalement différente de son homologue de modélisation en boîte. Dans la modélisation des arêtes, plutôt que de commencer par une forme primitive et un raffinement, le modèle est essentiellement construit pièce par pièce en plaçant des boucles de faces polygonales le long des contours saillants, puis en comblant les espaces entre elles.
Cela peut sembler inutilement compliqué, mais certains maillages sont difficiles à compléter par la seule modélisation de boîte, le visage humain en étant un bon exemple. Pour bien modeler un visage, il faut une gestion très stricte écoulement de bord et la topologie, et la précision offerte par la modélisation des contours peut être inestimable. Plutôt que d'essayer de façonner une orbite bien définie à partir d'un cube polygonal solide (ce qui est déroutant et contre-intuitif), il est beaucoup plus facile de construire un contour de l'œil, puis de modéliser le reste à partir de là. Une fois que les principaux points de repère (yeux, lèvres, front, nez, mâchoire) sont modélisés, le reste a tendance à se mettre en place presque automatiquement.
Modélisation NURBS / Spline
NURBS est une technique de modélisation la plus utilisée pour la modélisation automobile et industrielle. Contrairement à la géométrie polygonale, un maillage NURBS n'a pas de faces, d'arêtes ou de sommets. Au lieu de cela, les modèles NURBS sont composés de surfaces interprétées en douceur, créées en «lissant» un maillage entre deux ou plusieurs courbes de Bézier (également appelées splines).
Les courbes NURBS sont créées avec un outil qui fonctionne de manière très similaire à l'outil Plume dans MS Paint ou Adobe Illustrator.La courbe est dessinée dans l'espace 3D et éditée en déplaçant une série de poignées appelées CV (sommets de contrôle). Pour modéliser une surface NURBS, l'artiste place des courbes le long de contours saillants et le logiciel interpole automatiquement l'espace entre les deux.
Alternativement, une surface NURBS peut être créée en faisant tourner une courbe de profil autour d'un axe central. Il s'agit d'une technique de modélisation courante (et très rapide) pour les objets de nature radiale - verres à vin, vases, assiettes, etc.
Sculpture numérique
L'industrie de la technologie aime parler de certaines percées qu'elle a qualifiées de technologies perturbatrices. Des innovations technologiques qui changent notre façon de penser à réaliser une certaine tâche. L'automobile a changé notre façon de nous déplacer. Internet a changé notre façon d'accéder aux informations et de communiquer. La sculpture numérique est une technologie perturbatrice dans le sens où elle a aidé les modélisateurs à s'affranchir des contraintes minutieuses de la topologie et de l'écoulement des bords, et leur permet de créer intuitivement des modèles 3D d'une manière très similaire à la sculpture d'argile numérique.
En sculpture numérique, les maillages sont créés de manière organique, à l'aide d'une tablette (Wacom) pour mouler et façonner le modèle presque exactement comme un sculpteur utiliserait des brosses à râteau sur un vrai morceau d'argile. La sculpture numérique a fait passer la modélisation des personnages et des créatures à un nouveau niveau, rendant le processus plus rapide, plus efficace et permettant aux artistes de travailler avec des maillages haute résolution contenant des millions de polygones. Les maillages sculptés sont connus pour des niveaux de surface auparavant impensables et une esthétique naturelle (même spontanée).
Modélisation procédurale
Le mot procédural en infographie fait référence à tout ce qui est généré de manière algorithmique, plutôt que d'être créé manuellement par la main d'un artiste. Dans la modélisation procédurale, des scènes ou des objets sont créés en fonction de règles ou de paramètres définis par l'utilisateur.
Dans les packages de modélisation d'environnement populaires Vue, Bryce et Terragen, des paysages entiers peuvent être générés en définissant et en modifiant des paramètres environnementaux tels que la densité du feuillage et la plage d'altitude, ou en choisissant parmi des préréglages de paysage comme le désert, l'alpin, le littoral, etc.
La modélisation procédurale est souvent utilisée pour les constructions organiques comme les arbres et le feuillage, où il y a des variations et une complexité presque infinies qui prendraient beaucoup de temps (voire impossibles) pour un artiste à capturer à la main. L'application SpeedTree utilise un algorithme récursif / fractal pour générer des arbres et des arbustes uniques qui peuvent être modifiés par le biais de paramètres modifiables pour la hauteur du tronc, la densité des branches, l'angle, la boucle et des dizaines sinon des centaines d'autres options. CityEngine utilise des techniques similaires pour générer des paysages urbains procéduraux.
Modélisation basée sur l'image
La modélisation basée sur l'image est un processus par lequel des objets 3D transformables sont dérivés algorithmiquement d'un ensemble d'images bidimensionnelles statiques. La modélisation basée sur l'image est souvent utilisée dans des situations où les contraintes de temps ou budgétaires ne permettent pas de créer manuellement un élément 3D entièrement réalisé.
Peut-être l'exemple le plus célèbre de la modélisation basée sur l'image était La matrice, où l'équipe n'avait ni le temps ni les ressources pour modéliser des ensembles 3D complets. Ils ont filmé des séquences d'action avec des matrices de caméras à 360 degrés, puis ont utilisé un algorithme d'interprétation pour permettre un mouvement de caméra 3D «virtuel» à travers des décors traditionnels du monde réel.
Numérisation 3D
La numérisation 3D est une méthode de numérisation d'objets du monde réel lorsqu'un niveau incroyablement élevé de photo-réalisme est requis. Un objet du monde réel (ou même un acteur) est numérisé, analysé et les données brutes (généralement un nuage de points x, y, z) sont utilisées pour générer un maillage polygonal ou NURBS précis. La numérisation est souvent utilisée lorsqu'une représentation numérique d'un acteur du monde réel est requise, comme dans The Curious Case of Benjamin Button où le personnage principal (Brad Pitt) a vieilli à l'envers tout au long du film.
Avant de vous inquiéter du fait que les scanners 3D remplacent les modélisateurs traditionnels, considérez un instant que la majeure partie des objets modélisés pour l'industrie du divertissement n'ont pas d'équivalent dans le monde réel. Jusqu'à ce que nous commencions à voir des vaisseaux spatiaux, des extraterrestres et des personnages de dessins animés courir, il est sûr de supposer que la position du modélisateur dans l'industrie de la CG est probablement sûre.
