Comment fonctionne la modélisation 3D

Comment fonctionne la modélisation 3D

La modélisation 3D est l'utilisation d'un logiciel pour créer un modèle virtuel en trois dimensions d'un objet physique.

La modélisation 3-D est utilisée dans de nombreuses industries différentes, notamment la réalité virtuelle, les jeux vidéo, l'impression 3D , le marketing, la télévision et les films, l'imagerie scientifique et médicale et la conception et la fabrication assistées par ordinateur CAO / FAO .

Comment fonctionne la modélisation 3D

Les outils

Un logiciel de modélisation 3D génère un modèle grâce à une variété d'outils et d'approches, notamment:

polygones simples.
Primitives 3-D - formes simples basées sur des polygones, telles que des pyramides, des cubes, des sphères, des cylindres et des cônes.
courbes splines.
NURBS (b-spline rationnelle non uniforme) - formes lisses définies par des courbes de lunette, qui sont relativement complexes en termes de calcul.
Les formes polygonales géométriques 2D sont largement utilisées dans les effets cinématographiques et les jeux vidéo 3D . La création d'approximations de formes faites avec des polygones est beaucoup plus efficace dans les graphiques raster , qui sont nécessaires pour les jeux 3D en temps réel.

Dans l'art des jeux vidéo et des effets cinématographiques, un modèle peut commencer comme une ébauche utilisant des primitives polygonales ou NURBS, ou comme une conception réalisée en suivant des contours sur plusieurs vues isométriques 2D. Si le modèle doit être animé, un examen attentif de la disposition des boucles d'arêtes continues doit être maintenu dans les polygones du modèle autour des zones de déformation telles que les joints. Un modèle qui a l'air bien stationnaire se pliera plus rapidement que le linge de Superman en animation lorsque l'apparence du modèle d'extrémité stationnaire est tout ce qui est pris en compte lors de la construction.

La construction

Une fois qu'un modèle est correctement construit, un artiste peut organiser les coordonnées du modèle pour correspondre à ses textures 2D dans un processus appelé UV mapping, un processus qui ressemble à essayer de concevoir et de personnaliser avec une souris d'ordinateur. Les zones qui nécessitent plus de détails reçoivent plus d'espace dans la carte UV. Cela peut être fait soit en utilisant une texture répétitive telle qu'un damier comme espace réservé, soit en utilisant une texture existante.

En général, l'étape suivante peut être de texturer le modèle, qui consiste à appliquer des images 2D peintes à la main ou à base de photographies, généralement TGA (bitmap Targa), au modèle qui définira:

Sa couleur avec une carte de couleurs.
Sa réflectivité et sa couleur réfléchie avec une carte spéculaire.
Sa texture de surface, définie par un jeu de lumière avec un relief ou une carte normale, ou une carte de déformation pour des détails géométriques réellement ajoutés.
Les modèles animés nécessitent une étape supplémentaire de montage, ce qui revient à leur donner un squelette virtuel avec des os et des articulations avec les contrôleurs pour le gérer. La manière dont la texture de ces joints influence la texture de surface sous déformation doit être définie dans le skinning, où l'on peint le poids de l'influence des joints sur les textures directement sur les polygones des modèles; un polygone peint plus lourdement est plus fortement influencé par le mouvement d'une articulation sélectionnée. Le modèle est alors prêt pour l'animateur.

Des méthodes plus informatiques et plus coûteuses pour créer des modèles tels que NURBS peuvent être utilisées, ainsi que des shaders complexes qui interagissent avec la lumière à base de particules, dans les graphiques rendus lorsque le temps réel n'est pas une nécessité.