Types de modélisation 3D. Quel est le meilleur pour vous ?

La modélisation 3D peut être définie simplement comme la création d'un objet numérique et tridimensionnel. Comme en témoignent les innombrables superproductions hollywoodiennes, les jeux informatiques et les industries de l'impression numérique dans le monde entier, il ne fait aucun doute que la modélisation 3D est en augmentation.

L'essor de la modélisation 3D signifie que cela devient plus facile, n'est-ce pas ? Eh bien pas vraiment. La modélisation 3D est assez complexe.

Les concepteurs et les artistes 3D intègrent différents types de modélisation 3D pour gagner du terrain dans l'industrie hautement concurrentielle.

Les débutants et les professionnels adoptent la modélisation 3D en VR (réalité virtuelle) et AR (réalité augmentée), la conception de jeux, l'impression 3D, le rendu architectural, le marketing produit, l'animation et même les films.

Ce billet de blog cherchera à répondre à la question des meilleurs types de techniques de modélisation 3D, alors continuons !

Histoire de la modélisation 3D

Une percée majeure dans l'industrie de la modélisation a été observée lorsque les systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO) ont été déployés commercialement dans les années 1960.

En 1963, Ivan Sutherland, le cerveau derrière le carnet de croquis, a présenté le "Robot Draftsman", qui avait un caractère révolutionnaire interface. Cela signifiait que les ordinateurs pouvaient être utiles dans l'ingénierie et aussi potentiellement dans l'interaction des designers et des artistes.

L'année suivante, IBM et General Motors proposent le DAC 1 (Design augmenté computer) visant à accélérer la fabrication de véhicules. Le déploiement a été positif.

En 1968, Sutherland et David Evans ont fondé la première société de graphisme 3D. "Evans et Sutherland " se concentraient principalement sur la production de matériel pour faire fonctionner les systèmes, mais plus tard, il a commencé à produire le logiciel pour lesdits systèmes.

Qu'est-ce que la modélisation 3D ?

La modélisation 3D est décrite comme une technique d'infographie qui produit une représentation numérique tridimensionnelle de tout objet ou surface à l'aide d'un logiciel dans un espace virtuel. La modélisation 3D peut être effectuée manuellement ou automatiquement à l'aide d'un logiciel assisté par ordinateur.

La modélisation 3D est principalement utilisée dans les jeux vidéo, l'ingénierie, les publicités commerciales, les illustrations et le rendu architectural.

Des modèles extrêmement détaillés avec des formes complexes (jeux et animation) peuvent être exportés vers d'autres logiciels pour être affinés, tandis que certaines situations permettent aux artistes de rendre des images 2D dans un processus appelé rendu 3D.

Quel est le but de la modélisation 3D ?

Outre le rôle évident de convertir des objets en une forme numérique, la modélisation 3D a plusieurs objectifs tant au niveau personnel qu'organisationnel.

1. Présentation du produit :la modélisation 3D aide les équipes de conception à présenter leur produit de manière réaliste. Les clients potentiels peuvent évaluer le produit sous différents angles.
2. Flexibilité :des fonctionnalités et des conceptions peuvent être ajoutées/supprimées d'une simple pression sur un bouton.
3. Plus d'efficacité et de qualité. La combinaison d'esquisses dessinées à la main et d'effets 3D garantit moins de retouches et un délai d'exécution limité entre le concept et le produit final.
4. Bon pour l'approbation du projet et le marketing. Les petits détails sont très convaincants. Contrairement à la 2D, les images vives de la 3D restent longtemps dans l'esprit des prospects.
5. Les caractéristiques réalistes (meubles, décoration, vues fascinantes et peintures murales) sont une bénédiction pour les architectes d'intérieur.

Quels sont les principaux types de modélisation 3D ?

Modélisation primitive

La modélisation primitive utilise des formes de base pour créer les objets numériques souhaités. Il combine des formes préexistantes en utilisant des processeurs booléens de base pour produire les différentes formes et contours par soustraction et/ou combinaison.

Modélisation polygonale

En incorporant les dimensions X, Y et Z pour définir les formes et les surfaces, la modélisation polygonale utilise la théorie du maillage polygonal comme guide.

Un treillis métallique est utilisé pour obtenir les formes souhaitées, et il est principalement utilisé dans le rendu des lignes de balayage. La modélisation polygonale peut être difficile pour les débutants.

Modélisation rationnelle B-Spline

La modélisation Rational B-Spline fait partie des types de modélisation 3D les plus courants. Basée sur la combinaison et l'ajustement de formes géométriques, cette méthode est plus facile à apprendre et à maîtriser et est populaire parmi les personnes d'horizons divers.

Spline de base rationnelle non uniforme (NURBS)

La méthode de modélisation NURBS se distingue comme ÉLÉGANTE et repose sur des équations mathématiques. Sa fonctionnalité indépendante offre une flexibilité tout en permettant aux concepteurs d'ajouter une intervention humaine pour obtenir la forme souhaitée.

Modélisation de surface

La modélisation de surface relève des méthodes de conception assistée par ordinateur (CAO) et constitue une avancée lorsqu'il s'agit de définir différentes surfaces. Le logiciel de modélisation calcule la surface lisse et utilise des points de contrôle et des panneaux de contrôle dans le cas de plans tangentiels.

La modélisation de surface a la capacité de créer des représentations visuelles de surfaces complexes qui ne sont pas possibles dans des situations réelles. La méthode de modélisation est un peu complexe et nécessite des niveaux de formation élevés.

Modélisation filaire

La modélisation filaire représente le monde réel à travers les formes d'un réseau de sommets. Une seule face a un minimum de 3 sommets, et chaque sommet doit apparaître au moins une fois. La modélisation filaire nécessite des besoins de calcul plus élevés et une formation formelle.

Modélisation solide

La modélisation solide fonctionne en incorporant des formes brutes telles que des sphères, des prismes en forme de n et des cubes. Les concepteurs commencent par des croquis 2D de modèles solides et les expulsent pour fournir des figures 3D.

La modélisation solide est pratique lorsque des objets complexes avec des surfaces planes et des rayons constants sont requis. La modélisation solide est assez conviviale et aucune formation approfondie n'est requise. Il a de faibles exigences de calcul en raison du faible nombre de triangles.

7 techniques avancées de modélisation 3D disponibles

Les types de modélisation 3D discutés ci-dessous ne dépendent pas fortement des modèles mais de l'objectif de la pièce de modèle.

1. Sculpture 3D – La sculpture 3D est devenue populaire parmi les artistes 3D. La sculpture 3D peut sculpter plusieurs niveaux de détail rendant des objets hyper-détaillés et indiscernables. La sculpture nécessite des compétences incroyables qui prennent du temps à maîtriser.
2. Modélisation polygone – La modélisation polygonale est la technique la plus couramment utilisée et la plus polyvalente pour une bonne raison. La modélisation polygonale est adaptée pour créer des cotes précises et peut être associée à la sculpture 3d pour produire de magnifiques résultats.
   90 % des logiciels de modélisation sont adaptés à cette technique. Une couche supplémentaire sur la géométrie d'origine des objets limite le maillage polygonal d'un objet low poly subdivisé.
3. Visualisation du tissu – la visualisation photoréaliste est assez difficile en raison des textures des divers objets et des fondations appropriées. Des programmes tels que le concepteur Marvelous ont différents modèles et bases de données de tous les cuirs et tissus jamais conçus, simulant même les conceptions les plus complexes jamais produites.
4. Modélisation spline – Aussi connu sous le nom de NURBS technique de modélisation, la modélisation spline est connue pour créer des surfaces courbes à partir de points de contrôle, créant des liens entre plusieurs courbes plutôt que des arêtes. NURBS prospère dans la gestion de modèles avec plusieurs pièces modulaires telles que des tables, des armoires, des tiroirs, etc.
5. Modélisation procédurale – La modélisation procédurale vise à maximiser l'automatisation. Il en résulte des objets d'aspect organique. L'origine d'un modèle provient de directives préexistantes et non de formes et de concepts imaginés.
   La modélisation procédurale est de nature algorithmique et est liée à l'ombrage. Houdini 3d suite est un exemple de logiciel commun utilisé dans cette technique.
6. Numérisation 3D – Bien qu'encore en développement, la numérisation 3D est l'une des techniques les moins orthodoxes de l'industrie. Les concepteurs numérisent les photos à l'aide d'un logiciel et créent l'objet en 3D via des algorithmes.
   Cependant, ces algorithmes utilisés dans cette technique sont sujets à des bugs et sont imparfaits.
7. Modélisation de boîtes – la modélisation de boîtes met l'accent sur la manipulation de formes entières d'objets à la fois. Les outils classiques sont utilisés pour créer des formes à partir d'objets primitifs tels que des sphères et des cubes. Les formes low poly sont assez mécaniques puisque nous contrôlons des sommets et des faces individuels. Il fonctionne mieux avec les visualisations architecturales à surface dure et les produits fabriqués par l'homme. Lorsqu'elle est associée à la modélisation de surface de subdivision et à des outils tels que l'extrusion, la création de coupes en boucle et le biseautage, la géométrie simple devient semblable à une cage.

Autres techniques

Simulation

La simulation est principalement utilisée pour d'autres objets tels que les océans, la simulation de tissu, le feu et la fumée, les fluides, les corps mous et la simulation physique comme un accident de voiture. Les ordinateurs calculent ce qui se passe par image lorsque les configurations avec différents objets physiques et différents paramètres interagissent au fil du temps.

Dénigrement des kits

Le Kit Bashing est principalement utilisé pour détailler des objets fabriqués avec d'autres techniques de modélisation.

Photogrammétrie

La photogrammétrie utilise des appareils photo qui prennent des photos sous tous les angles possibles dans des conditions d'éclairage uniformes et les introduisent dans un programme qui interprète et génère un modèle 3D.

Comme cette technique est proche du réalisme, des textures et des UV maps peuvent également être générés. Une carte UV nécessite un nettoyage approfondi en raison de l'environnement environnant. Un nouveau maillage et une retopologie sont utilisés pour recréer les cartes.

Modélisation booléenne

Commencez, coupez ou ajoutez pour créer une forme simple. La modélisation booléenne utilise la différence, l'intersection et l'union pour réduire le temps passé à imiter.

Comment créer un modèle 3D ?

Les concepteurs et les artistes 3D ont adopté deux manières principales de créer des modèles 3D. Premièrement, en prenant un objet d'une situation réelle et en le transformant en modèle numérique à l'aide d'un scanner 3D, et deuxièmement, en utilisant un logiciel et des données géométriques pour créer des modèles solides.

Numérisation 3D

La numérisation 3D permet aux concepteurs de créer une copie numérique d'un objet, d'une personne ou d'un environnement réel. Souvent utilisé comme complément au flux de travail, à l'inspection, aux retouches ou à l'édition préexistants. La numérisation 3D varie en fonction de la technologie et de la construction du scanner. Les derniers smartphones ont des capacités 3D intégrées pour numériser.

Modélisation 3D

La modélisation 3D utilise un logiciel spécialisé pour concevoir des modèles à partir de zéro.

Logiciel de CAO

Les logiciels de CAO sont principalement utilisés dans la conception et la documentation technique, remplaçant le manuel par une documentation automatisée. Le logiciel de CAO facilite la visualisation du concept de manière photoréaliste.

Fonctionnalités CAO incluent des fonctionnalités de gestion des modifications, des outils de documentation de conception, des méthodes de conception et une interface utilisateur moderne.

Sculpture numérique

La sculpture numérique est principalement utilisée pour créer des modèles hyper réalistes avec des surfaces lisses et organiques. Il manipule le maillage polygonal en tordant, poussant, tirant ou en ajoutant une géométrie supplémentaire pour imiter une structure organique. La sculpture numérique prend du temps et nécessite des compétences méticuleuses pour créer un excellent objet sculpté.

Sculpter des formes organiques

Le concept de sculpter des formes organiques est assez similaire à la sculpture sur argile. Les numérisations organiques peuvent être réparées à l'aide de la photogrammétrie pour ajouter une touche naturelle aux objets. c'est-à-dire des bosses et des égratignures

Comment démarrer la modélisation 3D ?

La modélisation 3D a sa juste part d'idées fausses courantes sur les barrières d'entrée de gamme. Un ordinateur portable avec un processeur décent et une bonne carte graphique est tout ce dont vous avez besoin pour commencer votre voyage dans le monde virtuel.

Les options logicielles gratuites telles que Blender offrent également des outils de qualité.

Foire aux questions

Quel est le rôle d'un concepteur 3D ?

Le travail principal d'un concepteur 3D est de créer des modèles basés sur les instructions et les exigences du client. Les concepteurs utilisent une combinaison de techniques de dessin à la main, de divers logiciels et de techniques de modélisation informatique 3D pour créer le produit final.

Dessinés à la main ou l'utilisation de programmes plus avancés peuvent être combinés pour obtenir le résultat souhaité. Les concepteurs doivent également participer à des présentations de concepts pour des clients potentiels.

Quels sont les logiciels de modélisation 3D les plus conviviaux ?

Cinéma 4D- Avec des fonctionnalités personnalisables et intuitives massives, Cinema 4D est sans doute le logiciel de modélisation 3D le plus convivial pour les débutants, permettant aux utilisateurs de le modifier en fonction de leurs besoins.

Z Brush- Z Brush propose une large gamme d'outils de modélisation 2D et 3D. Il se distingue par ses fonctionnalités superposées qui minimisent la surcharge du processeur.

Blender- Blender a été initialement créé pour les artistes et les petites équipes, et Blender est un programme gratuit et open source avec une grande variété d'outils.

Quel est le logiciel de modélisation 3D le plus facile à apprendre ?

Pour choisir le meilleur logiciel pour vos besoins, identifiez les compétences en modélisation que vous possédez. Pour les débutants, plus les types de logiciels 3D sont simples, mieux c'est.

Travailler CAO – Tinker CAD est GRATUIT et un logiciel populaire avec des fonctionnalités très intuitives. Il guide l'utilisateur sur les bases en plus d'être rapide et facile.

Vectaire – En tant que plate-forme basée sur le glisser-déposer, Vectary prend en charge le rendu à l'aide d'outils inspirés de la conception de jeux vidéo, de la conception graphique et de la conception de produits.

Morphe – Les concepteurs à l'aise avec l'utilisation d'une tablette sur un ordinateur trouveront que c'est une bénédiction. Morphi est facile à apprendre et possède une énorme base de données de modèles fonctionnels.

Comment CAD Crowd peut-il vous aider ?

La plate-forme CAD Crowd a fourni une avenue où les particuliers et les entreprises peuvent embaucher des concepteurs 3D pour gérer certaines de leurs charges de travail de modélisation moyennant des frais. Les concours de conception et les avis de soumission peuvent être publiés dans le monde entier.

Conclusion

Les différents types de techniques de modélisation 3D sont destinés à créer des objets et des résultats numériques photoréalistes. Tout dépend des designers et de leurs compétences.

Une combinaison de deux ou plusieurs types de modélisation 3D garantit d'excellents résultats basés sur l'objet.

Les modélisateurs 3D disposent d'un arsenal d'outils parmi lesquels choisir pour obtenir les résultats souhaités. A vous de trouver les bons outils adaptés à vos besoins. N'oubliez pas que plus une technique est performante, plus elle est complexe à apprendre.