Modélisation 3D : Comment saisir le concept de design futuriste

Il y a de nombreux concepts que nous pensions autrefois trop futuristes pour être crédibles.

Voitures autonomes. Drones volants. Modèles 3D.

Mais maintenant, ces trois concepts existent, et la modélisation 3D devient plus populaire et plus utilisée que jamais grâce aux logiciels de modélisation 3D avancés.

La technologie change la façon dont nous créons des modèles 3D, en faisant un concept largement répandu dans les industries. Bien que les racines de la modélisation 3D soient dans les jeux vidéo et le cinéma, elle peut être utilisée dans presque tous les secteurs.  

Le logiciel utilisé pour générer un modèle 3D le fait en utilisant divers composants. Certains d'entre eux sont :

• Triangles simples, également appelés polygones
• Primitives 3D qui sont des formes simples comme des cônes, des cylindres, des cubes, des sphères et des pyramides
• Lignes courbes
• B-spline rationnelle non uniforme (NURBS), qui sont des formes lisses définies par des courbes 

Comment fonctionne la modélisation 3D ?

La modélisation 3D commence toujours par une idée. Un logiciel de modélisation 3D est ensuite utilisé pour générer une primitive, généralement une forme simple comme un cube ou une sphère. 

Cette primitive est utilisée pour commencer la forme et débuter la modélisation. Le programme manipule certains points dans l'espace virtuel, appelés sommets, pour former un maillage, qui est un ensemble de sommets formant l'objet 3D.

En utilisant divers outils de conception et formats dans le logiciel, l'utilisateur conçoit ensuite la primitive. Il est toujours préférable de commencer simple et de passer à des conceptions plus complexes. Ce flux de travail précis peut sembler fastidieux, car des placements individuels sont nécessaires pour les mesures et contours corrects du prototype souhaité.

L'extérieur de l'objet est généralement composé de divers polygones, qui sont ensuite divisés en formes plus petites, donnant à l'objet plus de détails. Ces polygones supplémentaires sont particulièrement nécessaires si le modèle 3D doit être utilisé pour créer quelque chose qui doit se plier ou bouger, comme le coude ou le genou d'un personnage de jeu vidéo.

Types de modélisation 3D

Bien qu'il existe plusieurs types de modélisation 3D parmi lesquels choisir, qui peuvent parfois varier en fonction du logiciel préféré de l'utilisateur, il existe trois principaux types de modélisation 3D. Le type choisi par un artiste 3D dépend souvent de son niveau d'expertise et du type d'objet qu'il souhaite créer.

Modélisation solide

Ce type de modélisation 3D travaille avec des formes tridimensionnelles, telles que des cubes et des sphères. Bien que les formes puissent varier en taille et en apparence générale, elles agissent comme des blocs de construction pour créer un objet. La modélisation solide est relativement simple pour l'utilisateur et en termes de logiciel nécessaire pour le faire. 

Source: Creo Parametric

Pour cette raison, la modélisation solide est mieux utilisée lorsque des surfaces planes ou des courbes simples sont impliquées et lorsque des dimensions et des angles exacts sont nécessaires.

Modélisation filaire

Un utilisateur peut se tourner vers la modélisation filaire lorsqu'une surface est complexe et courbée. Alors que la modélisation solide est idéale pour modéliser des objets particuliers comme des machines, la modélisation filaire peut créer des formes complexes comme des animaux, des plantes et même des personnes.

Source: Blender

La modélisation filaire peut offrir un sentiment de réalisme. De nombreux outils qui proposent la modélisation filaire utilisent un triangle comme élément de base – plus il y a de triangles en usage, plus le réalisme est élevé. Le nombre total de triangles, également appelé nombre de polygones, peut indiquer à quel point le modèle est réaliste. Il n'est pas rare que les formes aient des millions de polygones. 

Modélisation de surface

La technique la plus avancée est la modélisation de surface, qui fonctionne en guidant des lignes pour définir la forme ou la courbe d'une certaine partie d'un objet. Ensuite, le logiciel calcule une surface lisse qui relie les lignes.

Source: Unity

La modélisation de surface est couramment utilisée pour les conceptions aérodynamiques et thermodynamiques – pensez aux avions et aux bateaux. En plus des lignes de guidage, certains programmes de modélisation de surface utilisent des points de contrôle ou des plans. C'est là que la surface suit les plans en tangente. 

Industries utilisant la modélisation 3D

La modélisation 3D peut être trouvée dans presque toutes les industries, grâce à sa popularité croissante. Voici quelques-unes des industries qui utilisent la modélisation 3D :

• Film et télévision : Dans les industries du divertissement, la modélisation 3D crée des personnages, animations, environnements et objets CGI (images générées par ordinateur) pour les films, émissions de télévision et publicités. 
• Développement de jeux vidéo : Il est courant qu'il y ait une composante visuelle 3D entière des jeux vidéo pour les rendre plus réalistes. Les tactiques d'animation et les effets visuels utilisés ici sont les mêmes que ceux utilisés pour le cinéma et la télévision.
• Ingénierie : Ceux dans le domaine de l'ingénierie peuvent construire des plans 3D de machines complexes à utiliser à diverses fins, comme la santé et l'automobile. 
• Géologie et science : Les scientifiques peuvent utiliser des logiciels de conception 3D pour simuler des tremblements de terre et des formes de terrain, telles que des tranchées océaniques, pour voir les effets qui peuvent se produire. Cela peut également aider les scientifiques à analyser et prédire le temps et montrer les modèles météorologiques avant qu'ils ne se produisent.
• Architecture : Les architectes utilisent des objets 3D pour créer des rendus interactifs de structures et de bâtiments. Typiquement, les éléments architecturaux sont créés en utilisant la modélisation 3D CAO (conception assistée par ordinateur) pour la construction dans le monde réel.  
• Conception de produits : Les logiciels de modélisation 3D peuvent être utilisés pour amener les modèles de la conceptualisation à l'achèvement. Les concepteurs de produits peuvent identifier les problèmes avant que le modèle ne soit mis en production, économisant ainsi du temps et de l'argent aux entreprises sur les reprises.
• Santé : Tout, des prothèses pour les membres amputés aux couronnes pour les dents, peut être créé grâce à la modélisation 3D. Par exemple, un dentiste peut prendre une radiographie d'une dent endommagée, la passer à travers un programme dentaire CAO 3D, puis imprimer en 3D une couronne.
• Automobile : Grâce à la modélisation 3D, l'industrie automobile peut simplifier l'assemblage des véhicules, ainsi que les différentes pièces nécessaires pour créer un véhicule de A à Z.

Modélisation 3D vs. rendu 3D

La modélisation 3D consiste à développer une représentation mathématique d'un objet ou d'une surface telle qu'elle serait dans la vie réelle par des dimensions spécifiques de largeur, de hauteur et de profondeur. Le rendu 3D transforme le modèle en une image de haute qualité, réaliste et très détaillée à partir de cette représentation. 

Le rendu 3D est l'étape finale du processus de conception 3D, car un modèle 3D doit d'abord être créé pour tous les objets dans le rendu pour un résultat réaliste. Une fois les modèles terminés, le logiciel de rendu réalise le prototype final à partir de la conception. 

Les deux sont des étapes distinctes dans la création d'images CGI et le rendu ne peut être complété sans modélisation. Le logiciel de rendu 3D ne peut pas créer une image photoréaliste de l'objet sans la taille, la forme et la texture du modèle.

Meilleurs logiciels de modélisation 3D

Les logiciels de modélisation 3D ont les fonctionnalités et les capacités nécessaires pour concevoir des modèles tridimensionnels de base de divers objets. Ces outils peuvent souvent créer des modèles avec des éléments réalistes en utilisant diverses approches et outils pour ajouter des textures et des couleurs. Ils sont souvent utilisés dans les industries liées à la réalité virtuelle, au marketing, à la télévision, aux jeux vidéo et aux films.

Pour être inclus dans la catégorie de la modélisation 3D, un produit doit :

• Fournir les outils et fonctionnalités nécessaires pour construire ou modifier un modèle graphique 3D
• Offrir la possibilité de stocker et d'exporter des modèles 3D finis
• Être utilisable pour une variété de fins, pas uniquement la conception de bâtiments, l'architecture, la CAO ou la conception en génie civil

* Ci-dessous se trouvent les cinq principales solutions logicielles de modélisation 3D du rapport Grid® de G2 du printemps 2022. Certains avis peuvent être édités pour plus de clarté. 

1. Unity

Unity est une plateforme de développement de jeux qui crée des jeux, modèles, expériences et conceptions en 3D et 2D. Leur équipe mondiale inspire et encourage la créativité en temps réel et peut être utilisée sur plus de 25 plateformes. 

Ce que les utilisateurs aiment :

« J'aime la facilité et l'accessibilité avec lesquelles Unity rend le développement de jeux pour les développeurs débutants. Je n'ai aucune expérience en développement de jeux, mais Unity a rendu l'apprentissage absolument facile et agréable. J'ai toujours été très intéressé par la VR (réalité virtuelle) et récemment, j'ai décidé de commencer à explorer Unity. 

Il y avait tellement de ressources en ligne gratuites pour m'aider, et l'outil est très convivial pour les débutants, je ne me suis jamais senti dépassé. Je pense que ce que fait Unity est génial, et si vous voulez apprendre le développement VR spécifiquement, c'est le seul moteur que vous devriez utiliser. »

- Avis sur Unity, Joseph S.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« L'écran de démarrage des jeux développés avec la licence gratuite est marqué d'un filigrane avec le logo Unity. De plus, Unity ne prend pas en charge la liaison avec des bibliothèques externes. Enfin, il n'a pas une interface utilisateur très attrayante. »

- Avis sur Unity, Nabin P.

2. 3ds Max Design

3ds Max Design d'Autodesk est un logiciel de modélisation et de rendu 3D pour la visualisation de conception, les jeux et l'animation. Il offre un ensemble d'outils riche et flexible pour créer des conceptions de qualité supérieure avec un contrôle artistique total et une longue liste de fonctionnalités pour développer des scènes de haute qualité.

Ce que les utilisateurs aiment :

« J'adore la flexibilité pour les scripts, la modification et l'utilisation pour la modélisation. Cela est utile car je me concentre davantage sur la modélisation de surfaces dures pour les scènes et les bâtiments. »

- Avis sur 3ds Max Design, Cheryl T.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« C'est un peu difficile à prendre en main au début. C'est comme apprendre une nouvelle langue avec tous les boutons et le rendu. Vous avez certainement besoin de tutoriels lorsque vous commencez. »

- Avis sur 3ds Max Design, Aylin A.

3. Maya

Maya, logiciel d'animation, de modélisation, de simulation et de rendu 3D, donne vie à votre imagination. Maya d'Autodesk aide les artistes à raconter leurs histoires avec un ensemble d'outils rapide et créatif. C'est un logiciel 3D professionnel pour créer des personnages réalistes et des effets dignes de blockbusters.

Ce que les utilisateurs aiment :

« Lorsqu'il s'agit de créer des modèles 3D pour des présentations, Maya rend tout si simple et facile en vous permettant de créer les simulations les plus précises et détaillées. En tant qu'ingénieur civil, la meilleure fonctionnalité que j'ai trouvée est le système de simulation océanique bifrost, qui me permet de créer des océans réalistes avec des vagues, des sillages et même des ondulations. 

Il est très puissant au point qu'il peut éditer des ensembles de données très volumineux en peu de temps. »

- Avis sur Maya, John P.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Maya est un excellent logiciel, mais il nécessite beaucoup de ressources et est très intensif sur le GPU pour le rendu. Cela le rend inutilisable sur une machine légère ou portable. Maya a également des fonctionnalités un peu compliquées. Un utilisateur a besoin d'une expérience préalable en modélisation 3D pour l'utiliser à son plein potentiel. »

- Avis sur Maya, Subrata S. 

4. Blender

Blender est une suite de création 3D open-source qui prend en charge une large variété de fonctionnalités 3D, y compris la modélisation, le rigging, l'animation, la simulation, le rendu et le compositing. Il prend également en charge le suivi de mouvement, le montage vidéo et la création de jeux. En tant que logiciel 3D gratuit, Blender convient bien aux individus et aux petits studios qui peuvent bénéficier de ce qu'il a à offrir.

Ce que les utilisateurs aiment :

« Blender est un outil fantastique si vous travaillez sur la modélisation 3D, la sculpture, l'animation 2D et l'animation 3D. La meilleure chose à propos de Blender est que c'est un outil 3D gratuit pour tout le monde. J'aime aussi le fait que ce soit une plateforme open-source avec une interface simple pour les débutants. 

Blender offre également une longue liste d'outils précieux pour rendre vos rendus super réalistes et surréalistes, et il s'améliore constamment avec des mises à jour régulières. »

- Avis sur Blender, Rishav R.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Certaines versions intermédiaires sont très différentes les unes des autres. Cela peut être délicat lorsque vous êtes un nouvel apprenant. La navigation est assez unique mais difficile à s'habituer si vous passez d'un autre logiciel 3D. »

- Avis sur Blender, Erdem B.

5. Creo Parametric

Creo Parametric est une solution CAO 3D qui permet aux utilisateurs de concevoir plus rapidement et plus intelligemment en connectant un design numérique à un produit physique. Les utilisateurs peuvent créer, analyser, visualiser et partager des conceptions en utilisant des capacités de modélisation CAO 2D, CAO 3D, paramétrique et directe.

Ce que les utilisateurs aiment :

« Creo Parametric est très convivial et offre une variété de capacités de conception et de performances de fabrication de produits complexes. Il fournit une large gamme de fonctionnalités, allant de la simulation à la fabrication assistée par ordinateur et à la gestion des données de produits. »

- Avis sur Creo Parametric, Zeel S.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

« Mon principal problème avec Creo est qu'il plante, et si vous n'avez pas vos paramètres correctement configurés, la vue sera parfois compromise ou ce sera une mauvaise expérience globale. »

- Avis sur Creo Parametric, Ian A.

Il est temps de passer à la troisième dimension

Avec tant de cas d'utilisation dans divers secteurs, savoir comment créer un modèle 3D peut être une compétence précieuse à avoir dans votre arsenal. Et bien qu'il faudra probablement du temps et des efforts pour maîtriser, vous ne savez jamais ce que vous serez capable de créer.

Prenez votre intérêt pour le monde tridimensionnel un cran plus loin et apprenez-en plus sur l'impression 3D.