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Qu'est-ce que le rendu 3D ? Petit guide de la visualisation 3D

Qu'est-ce que le rendu 3D ? Petit guide de la visualisation 3D

L'imagerie 3D a le pouvoir de donner vie à des visions cinématographiques et d'aider à planifier avec précision les paysages urbains de demain. Ricardo Ortiz, expert en 3D, nous explique comment cela fonctionne.

Le rendu 3D est omniprésent. Des grands films d'action aux publicités pour les voitures, en passant par les prévisualisations de bâtiments ou de produits à venir, la visualisation 3D est devenue si répandue et si réaliste que vous ne vous en rendez probablement même pas compte.

Dans cet article d'introduction, Ricardo Ortiz, de Chaos, explique les bases du rendu 3D, des méthodes de calcul qui permettent de créer des images aux techniques artistiques qui permettent de créer un excellent contenu généré par ordinateur (CG) et ses diverses utilisations.

Qu'est-ce que le rendu 3D ?

En termes simples, le rendu 3D est le processus qui consiste à utiliser un ordinateur pour générer une image 2D à partir d'une scène numérique tridimensionnelle.

Pour générer une image, des méthodologies spécifiques et des logiciels et matériels spéciaux sont utilisés. Il faut donc comprendre que le rendu 3D est un processus - celui qui construit l'image.

Nikola Arsov

Types de rendu 3D

Nous pouvons créer différents types d'images rendues ; elles peuvent être réalistes ou non réalistes.

Une image réaliste peut être un intérieur architectural ressemblant à une photographie, une image de conception de produit telle qu'un meuble, ou le rendu d'une voiture. D'autre part, nous pouvons créer une image non réaliste, comme un diagramme de type contour ou une image de style bande dessinée avec un aspect traditionnel en 2D. Techniquement, nous pouvons visualiser tout ce que nous pouvons imaginer.

Comment le rendu 3D est-il utilisé ?

Le rendu 3D est une technique essentielle pour de nombreux secteurs, notamment l'architecture, la conception de produits, la publicité, les jeux vidéo et les effets visuels pour le cinéma, la télévision et l'animation. 

Dans le domaine du design et de l'architecture, les rendus permettent aux créatifs de communiquer leurs idées de manière claire et transparente. Un rendu leur donne la possibilité d'évaluer leurs propositions, d'expérimenter des matériaux, de mener des études et de contextualiser leurs conceptions dans le monde réel avant qu'elles ne soient construites ou fabriquées.

Pour les industries des médias et du divertissement, le rendu 3D est fondamental pour la création de séquences et d'animations qui racontent des histoires, qu'il s'agisse d'un film d'animation, d'un drame d'époque ou d'une séquence d'action avec explosions, vaisseaux du futur, lieux exotiques ou créatures extraterrestres. 

Au cours des dernières années, l'évolution de l'infographie dans ces industries a remplacé les techniques traditionnelles. Par exemple, les effets spéciaux sont remplacés par des effets visuels, ce qui signifie que les cascadeurs ne risquent plus leur vie dans les accidents de voiture.

Dans le domaine de la publicité, j'oserais dire que 90 % des publicités automobiles sont en images de synthèse, voire plus. Dans le secteur de l'architecture, de nombreuses techniques traditionnelles de création de représentations, telles que les maquettes, ont été remplacées par des images photoréalistes afin de nous permettre de voir exactement à quoi ressemblera un objet une fois qu'il sera construit.

L'accélération des processus, la réduction des coûts et la demande de résultats de meilleure qualité ont fait évoluer la technologie. Le hardware est plus puissant que jamais et le passage au CG était inévitable.

Comment une image rendue en 3D est-elle générée ?

Deux catégories de logiciels, aux caractéristiques différentes, sont utilisées pour générer des images et des animations par ordinateur : les moteurs de rendu et les moteurs de jeu. Les moteurs de rendu utilisent une technique appelée ray tracing, tandis que les moteurs de jeu utilisent une technique appelée rastérisation - et certains moteurs mélangent les deux techniques, mais nous en parlerons plus tard.

Tout d'abord, parlons du processus de ray tracing. V-Ray utilise cette technique.

Qu'est-ce que le ray tracing ?

Le ray tracing génère une image en traçant les rayons lumineux d'une caméra à travers un plan virtuel de pixels et en simulant les effets de leur rencontre avec des objets. Pour créer les effets, différents rayons doivent être tracés. Par exemple, pour obtenir des ombres, certains rayons doivent être tracés, pour obtenir des réflexions, d'autres rayons doivent être tracés, et ainsi de suite.

Cette technique est utilisée pour créer des images photoréalistes. Si nous devons calculer un grand nombre de lumières et d'objets dans notre scène, cela peut augmenter considérablement le temps de rendu d'une image. Les artistes 3D doivent prendre en compte les implications de tout ce qui se trouve dans une scène, notamment les réflexions, les réfractions et les translucidités, ainsi que des éléments plus complexes tels que le déplacement, la diffusion sous la surface et l'instanciation.

Qu'est-ce que la rastérisation ?

Il existe une autre méthodologie très populaire qui nous permet d'obtenir des images incroyablement rapides, mais sans le réalisme qu'offre le ray tracing. La rastérisation est très courante dans les moteurs de jeux, et son principal avantage est qu'elle offre une expérience en temps réel où les spectateurs peuvent se déplacer dans la scène 3D et interagir avec elle.

Dans la rastérisation, les objets à l'écran sont créés à partir d'un maillage de triangles virtuels, qui créent des modèles 3D des objets. Dans ce maillage virtuel, les coins de chaque triangle, appelés sommets, se croisent avec les sommets d'autres triangles de formes et de tailles différentes. Chaque sommet fournit des informations spécifiques et c'est en rassemblant toutes ces données que la forme de l'objet est créée. Ensuite, l'ordinateur convertit les triangles des modèles 3D en pixels sur l'écran 2D et l'image finale nous est présentée.

V-Ray Vision, dans V-Ray 5 pour SketchUp, fait appel à la rastérisation pour obtenir rapidement des aperçus interactifs de la scène.

Comme je l'ai dit, cette technique est très courante dans les moteurs de jeux vidéo. Elle peut devenir gourmande en ressources de calcul, car il peut y avoir des millions de polygones pour tous les objets d'une scène et plusieurs millions de pixels sur un écran.

V-Ray et son domaine 

V-Ray est un moteur de rendu 3D à lancer de rayons haut de gamme, éprouvé en production, offrant une qualité, une puissance, une vitesse et un contrôle créatif optimaux. V-Ray est conçu pour gérer les plus grands projets et les scènes les plus difficiles. Il est étroitement intégré aux plateformes 3D les plus populaires du marché et offre aux utilisateurs un flux de travail simplifié et créatif.

Depuis des années, V-Ray permet aux studios de créer des images et des animations photoréalistes professionnelles, il dispose d'une grande communauté d'utilisateurs et il est reconnu pour sa grande polyvalence. Il a également reçu un Academy Sci-Tech Award en 2017 pour sa capacité à créer des images photoréalistes pour le grand écran.

V-Ray, tout-en-un

V-Ray pour l'architecture, l'ingénierie et la construction (SketchUpRhino et Revit) combine le traçage de rayons et le temps réel. V-Ray Vision est un nouvel outil basé sur un moteur matriciel qui permet aux utilisateurs de se déplacer dans leurs modèles, d'appliquer des matériaux, d'installer des lumières et des caméras, le tout dans une vue en temps réel de leur scène. Et lorsqu'ils sont prêts à obtenir des rendus de qualité photo, il leur suffit d'utiliser V-Ray pour les créer. 

Conclusion

L'objectif de ce court article est de fournir des informations de base sur certains aspects fondamentaux de V-Ray. À mon avis, la connaissance de ces aspects est très importante pour tout artiste numérique qui s'intéresse au sujet du rendu. Parler la langue et comprendre son contexte nous permettra d'avoir une longueur d'avance. Il existe un océan de théorie et d'informations supplémentaires que vous pouvez rechercher si vous vous sentez inspiré et passionné.

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À propos de l'auteur Ricardo Ortiz

Au sein de l'équipe Chaos, Ricardo est chargé de développer et de soutenir notre communauté d'utilisateurs hispanophones, notamment Hablamos V-Ray, qui compte plus de 60 000 membres sur Facebook.

Ricardo est un professionnel certifié V-Ray pour V-Ray for 3ds Max, V-Ray for Maya, V-Ray for Rhino et V-Ray for SketchUp. Il a travaillé en tant qu'instructeur pendant plus de 10 ans dans des secteurs tels que la visualisation architecturale, les effets visuels et la conception de produits. Ricardo est également professeur d'université en design industriel, architecture et animation numérique.

La gamme des produits Chaos est disponible à l'achat via la boutique en ligne Mediaworks ici.