CGI, modélisation 3D et sculpture numérique

L'imagerie de synthèse est utilisée dans de nombreux secteurs. Effets visuels, jeux vidéo, architecture, publicité et bien d'autres domaines font appel à cette technologie. Ce blog se concentrera sur la modélisation et la sculpture 3D et expliquera les principales techniques et logiciels utilisés.

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article sur la CGI, la modélisation 3D et la sculpture de base

Table des matières

Qu’est-ce que CGI ?

L'imagerie de synthèse (CGI) est un terme générique qui englobe la modélisation 3D, la sculpture numérique, l'animation, les simulations de particules, le rendu et bien d'autres techniques. Elle utilise des graphismes 2D et 3D pour concevoir des personnages, des environnements virtuels, des scènes et des effets spéciaux.

Comment ça s'utilise ?

L'imagerie de synthèse (CGI) est utilisée dans de nombreux secteurs. Effets visuels, jeux vidéo, architecture, publicité et bien d'autres domaines font appel à cette technologie. Pour cela, de nombreux logiciels 3D ont été développés. Parmi les plus populaires, citons Blender, ZBrush, Maya, 3ds Max et Cinema 4D ; il en existe certainement beaucoup d'autres. On trouve également des logiciels spécialisés pour la fabrication, l'ingénierie mécanique et la planification de la construction. 

Ce sont des applications similaires et les principes de base sont partagés par toutes, même si la terminologie peut être légèrement différente dans chacune d'elles. 

Modélisation polygonale

En résumé, la modélisation polygonale consiste à manipuler directement des points (sommets), des arêtes et des polygones en les déplaçant, en les faisant pivoter et en les mettant à l'échelle. Dans ce type de modélisation, la topologie est souvent essentielle, et il peut être difficile de la maîtriser. 

Modélisation 3D du modèle de crâne

Premièrement, le nombre de polygones pour un maillage sculpté est beaucoup plus élevé, parfois même plusieurs millions de polygones par objet. Cela donne à un artiste la possibilité de manipuler le maillage indirectement, en déplaçant plusieurs points en même temps à l'aide de coups de pinceau, tout comme la sculpture avec de l'argile numérique. 

La topologie de la surface peut ne pas être essentielle lors de la sculpture en raison de solutions dans Zbrush comme Dynamesh, zremesh ou le mode Sculptris Pro plus récent. Lorsqu'il n'est pas contraint de manipuler directement des polygones, un artiste peut se concentrer davantage sur l'aspect artistique de son projet, itérer plus rapidement et arriver aux idées de conception finales beaucoup plus rapidement.

Modèle de crâne numérique de sculpture 3D

Sculpture numérique vs modélisation 3D

Lorsqu’il sculpte, un artiste peut avoir beaucoup plus de liberté créative. De plus, les outils de sculpture permettent de manipuler le maillage d'une telle manière que cela n'est pas possible avec les outils de modélisation 3D. Il présente cependant ses propres défauts.

Le maillage sculpté n’est souvent pas directement utilisable comme résultat final dans un environnement de production. Il comporte généralement plusieurs millions de polygones, a une topologie qui n'est pas utilisable pour l'animation et n'est pas optimisé pour une utilisation en rendu temps réel. Par exemple, dans un moteur de jeu. 

modèle 3D de crâne

Pour préparer un maillage sculpté en vue d'une utilisation en production, comme l'animation ou l'importation dans un moteur de jeu, plusieurs étapes sont nécessaires :

1. Re-topologie

Premièrement, Une retopologie de maillage est nécessaire. Cela signifie souvent modéliser manuellement un maillage de résolution inférieure au-dessus du maillage sculpté, mais peut également impliquer de modifier le maillage de base existant pour l'adapter à la sculpture. Une fois terminé, les petits détails sont reprojetés de la sculpture vers le nouveau maillage. 

2. Déballage

L'étape suivante Il s'agit du déballage du maillage, qui est une étape nécessaire pour que les textures 2D puissent être appliquées au modèle 3D. Avant cela, cependant, il est courant d'extraire (cuire) diverses cartes de maillage du modèle high poly. Le plus souvent, une carte normale est extraite, mais d'autres cartes telles que l'ID, la courbure ou l'occlusion ambiante peuvent également être utiles à l'élaboration. Lorsque les cartes de texture de maillage de cuisson sont terminées, il est temps de texturer. 

cartes de maillage et d'emballage UVW pour la modélisation 3D par anatomy4sculptors fc5a1641 94e4 4ff3 8ba9 9a18cdf0fd96

3. Texturage

Textures peut être appliqué de manière procédurale ou peut être peint à la main, ou comme une combinaison des deux approches. Lors de la texturation, c'est une bonne approche de travailler avec un workflow de rugosité métallique ou de brillance spéculaire. Ce sont les deux manières les plus courantes de décrire les propriétés des matériaux optiques pour un moteur de rendu. 

Ce fut une tâche assez complexe que de rendre l'anatomie correcte tout en évitant d'être trop naturaliste et de perdre la dimension esthétique.

modèle 3D de texture de la rugosité du métal

Une fois la texturation terminée, un artiste dispose d'un modèle entièrement prêt pour la production qui peut être intégré à un moteur de jeu ou à un rendu hors ligne comme Arnold ou Redshift. 

Animation et rigging 3D

Si un modèle doit être animé, il doit d'abord être truqué et skinné pour décrire comment le modèle peut se déplacer, s'il a des articulations et quelles parties de celui-ci seraient affectées lors du déplacement. Parfois, notamment lors de l'animation de visages de personnages, des formes de fusion sont utilisées pour décrire le mouvement. Les formes de mélange sont le plus souvent utilisées pour les expressions faciales, où un artiste sculpte une expression faciale, permettant ainsi au visage d'être animé entre deux ou plusieurs expressions différentes. 

Le rendu final du modèle 3D

Lors de la préparation d'un modèle pour le rendu final, de nombreuses autres considérations peuvent être nécessaires, par exemple les cheveux, la modélisation des tissus, la simulation, les différentes propriétés des matériaux, la diffusion souterraine, etc. Chaque petit détail ajoute au réalisme du modèle final.

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