Qu'est-ce que la modélisation 3D ?

Dans les métiers du design et de la création numérique, la modélisation 3D est aujourd’hui un outil indispensable ! Découvrez dans cet article ce qu’est la modélisation 3D, et explorez les usages qui en découlent.

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Définition de la modélisation 3D

La modélisation 3D est une technique basée sur les mathématiques et la géométrie, qui permet de donner vie sur logiciel à une entité physique, en lui octroyant des propriétés tridimensionnelles capables de se déplacer, interagir et réagir dans un environnement numérique. Objet, personnage, décors, environnements… La modélisation 3D est aujourd’hui utilisée dans des domaines aussi vastes que le design, le cinéma d’animation, le jeu vidéo, la réalité virtuelle ou encore l’architecture.

Les fondements de la modélisation 3D

La modélisation 3D repose sur des principes fondamentaux, que l’on peut résumer en 6 points :

C’est la première question à se poser avant de se lancer dans la modélisation 3D : quel est mon objectif ? L’intention derrière la modélisation 3D et l’usage qui en sera fait - création d’un univers digital, création d’un personnage, création d’un prototype numérique… - va venir façonner la réalisation et déterminer les outils et techniques les mieux adaptés.

Quand vient l’étape de la réalisation, le modélisateur 3D réalise dans un premier temps des formes physiques basiques. Polygones, cubes, sphères, cylindres… Elles peuvent se combiner les unes aux autres, et seront amenées à évoluer au fil de la réalisation, pour parvenir à l’objet ou au design recherché.

La maîtrise d’un objet 3D et de ce qui le compose est primordiale avant de se lancer dans une modélisation 3D. Sur son logiciel, le modélisateur détermine des points - qui sont les sommets et permettent de délimiter la forme dans l’espace -, des lignes - qui relient les points entre eux -, et des surfaces - qui sont chacune des faces de l’objet.

Une fois ces premières étapes réalisées, le modélisateur 3D va pouvoir utiliser les composants précédemment évoqués pour transformer l’objet. Il peut ainsi agrandir ou réduire la forme, la faire pivoter, changer la position des points… Peu à peu, l’objet voulu prend forme, et acquiert ses proportions, sa structure et ses détails.

Cette étape, qui consiste à ajouter à l’objet des textures, des couleurs et des matériaux, vise à le peaufiner et le perfectionner. Ici, les détails sont affinés, et l’objet acquiert son apparence finale.

Pour plus de réalisme et de perspective, le modélisateur 3D vient ajouter une source de lumière, qu’il manifeste par un jeu d’ombre et une intensité lumineuse. Le rendu, quant à lui, est l’étape qui permet de combiner tous les éléments visuels (textures, lumière, matériaux, etc.) et de générer l’apparence finale de l’objet numérique.

Quelles sont les techniques de la modélisation 3D ?

La modélisation 3D est une discipline pointue, extrêmement riche et offrant un large éventail de techniques. Selon le résultat recherché, le modélisateur 3D peut opter pour une technique spécifique plutôt qu’une autre, et les combiner au fil de sa création. Les différentes techniques de modélisation 3D sont les suivantes :

Cette méthode, qui est la plus usitée, consiste à assembler des polygones pour obtenir le résultat souhaité.

Cet acronyme, pour Non-Uniform Rational B-Splines, désigne une technique basée sur des lignes mathématiques, permettant une grande précision dans la création de surfaces courbes et lisses.

A l’image de la sculpture traditionnelle, la sculpture numérique permet, à l’aide de pinceaux numériques, de couper, déformer, ajouter des éléments, et est particulièrement adaptée pour la création de personnages numériques.

Grâce à l’usage d’algorithmes et de formules mathématiques, cette technique génère automatiquement une forme précise. Elle est d’un intérêt majeur pour la création de grands espaces.

A l’instar du jeu vidéo Minecraft, la modélisation volumétrique permet de donner vie à un objet ou un environnement par l’usage de voxels (l’équivalent 3D du pixel).

Très pratique pour des formes répétitives, la modélisation par balayage permet d’étirer une forme pour lui donner une trajectoire spécifique.

En utilisant des photographies d’un même objet prises sous différents angles, le logiciel de modélisation crée un modèle 3D réaliste et précis.

En utilisant des formes basiques ou primitives (cubes, cônes, sphères…), le modélisateur peut construire des objets simples ou plus complexes en les combinant. Idéale pour les débutants, cette technique permet de comprendre les bases de la modélisation 3D.

Quelle est l'importance de la modélisation 3D dans le design ?

À la lumière des différentes techniques évoquées plus haut, la modélisation 3D apparaît sans nul doute comme un outil central dans l’industrie du design. Par exemple, on peut aisément imaginer l’usage qui en est fait dans le design automobile, où les designers utilisent des logiciels de modélisation pour concevoir des prototypes, tester des formes aérodynamiques et simuler les performances de véhicules avant leur fabrication. Le design d’objet est également grandement facilité par la modélisation 3D, permettant de créer des prototypes virtuels avant la production en série. Grâce à la modélisation 3D, les designers produits sont en capacité de tester différentes configurations et matériaux, garantissant ainsi que le produit final sera à la fois fonctionnel et esthétiquement satisfaisant. Autre exemple, dans le domaine du design d’espace, où la modélisation 3D offre l’opportunité de donner vie à des concepts visuels et des propositions architecturales. Les designers d’espace peuvent ainsi créer des représentations réalistes de leurs projets, et permettre à leurs clients de se projeter dans les espaces avant même qu’ils ne soient construits.

De façon générale, la modélisation 3D appliquée au secteur du design permet d'optimiser les coûts, de réduire la marge d’erreurs liées à la fabrication physique, et de faciliter la prise de décision par une immersion interactive dans le projet.

Formations en modélisation 3D

Rejoindre une formation modélisateur 3D ou un cursus permettant de maîtriser cette discipline en profondeur est nécessaire en vue de garantir un usage approprié et qualitatif de cette technique. L’école de design Strate propose une formation en Design Prototypage en phase avec ces exigences. En 3 ans, les étudiants se forment au design et à la modélisation 3D, tout en intégrant les enjeux sociétaux, environnementaux et technologiques. Validé par un titre RNCP de niveau 6, ce cursus est fortement plébiscité par les professionnels du secteur et permet d’intégrer le monde du design et de la modélisation avec des compétences recherchées sur le marché.

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Quels sont les débouchés professionnels dans le domaine de la modélisation 3D ?

Parmi les perspectives professionnelles qui s’offrent au titulaire d’une formation modélisateur 3D, on trouve les métiers suivants :