Vous n’y échapperez pas et il ne vous loupera pas ! Le rendu 3D, c’est le final de plusieurs heures (ou centaines d’heures) de travail. En gros, il transforme tous les détails techniques en visuel 3D Waouh ! Mais… parce qu’il y a toujours un mais, il faut forcément maîtriser l’éclairage et les textures pour un résultat à la hauteur de vos attentes. Alors quelles techniques faut-il connaître ? Et quels sont les meilleurs logiciels de rendu ? Par ici ! ;–)
Qu’est-ce que le rendu 3D ?
Le rendu 3D est essentiel dans tous les secteurs de la 3D. Par exemple, un logiciel de rendu 3D en architecture va permettre d’avoir une idée précise des paysages urbains modélisés dans le logiciel. On retrouve également le rendu 3D dans les films d’animation et dans les jeux vidéo puisque c’est lui qui permet d’obtenir des résultats splendides. Pour les indépendants, il peut servir lors des différentes étapes de travail, que ce soit pour une visualisation ou pour un contrôle des détails en cours de création.
Concrètement, le rendu 3D consiste à générer une image 2D à partir d’une scène numérique en 3D. Pour la petite histoire, il est apparu pour la première fois en 1960 dans les mains d’Ivan Sutherland. Alors qu’il est au MIT, il crée le premier programme de modélisation 3D via Sketchpad. Mais surtout, il faut retenir les travaux de Martin Newell qui a généré un premier test de rendu 3D avec sa fameuse théière. D’ailleurs, elle est tellement devenue emblématique qu’on l’appelle la théière Newell.
Comment fonctionne un moteur de rendu 3D ?
Le rendu 3D arrive à la fin du processus d’animation 3D. Alors évidemment, ça ne pardonne pas ! S’il y a des erreurs en termes de texture ou de lumière, ça se verra immédiatement. Voilà pourquoi, il est essentiel de s’attarder sur le lightening pour créer un rendu à la fois détaillé et réaliste. En plus, comment on le retrouve partout, il sert pour le film d’animation, pour de la visualisation architecturale ou pour des effets spéciaux.
Carrément incontournable dans les studios, certains artistes construisent même leur carrière sur ce savoir-faire technique. En sachant qu’aujourd’hui, la plupart des logiciels professionnels vous proposent un moteur de rendu 3D gratuit et directement intégré. Toutefois, vous pourrez aussi vous tourner vers un logiciel de rendu 3D spécialisé pour une visualisation 3D encore plus splendide.
Comment faire le rendu 3D ?
Pour aller plus loin dans le rendu 3D, sachez qu’il existe plusieurs techniques à connaître. Les plus connues restent la rastérisation et le raytracing. Mais il existe également d’autres techniques à connaître pour améliorer la qualité de la scène numérique.
La rastérisation
La rastérisation en rendu 3D est une méthode qui traite essentiellement la modélisation avec un maillage de polygones. Dans le logiciel, tous les sommets des polygones contiennent des informations telles que la couleur, la texture ou la position. Ce sont ces sommets qui sont projetés sur un plan normal à la caméra et qui peuvent restituer l’image souhaitée.
Souvent utilisée pour un rendu 3D en temps réel, c’est une technique que l’on retrouve souvent chez les game designers. Son principal point fort, c’est que vous obtenez un maximum de performances dans un délai-record et surtout, une qualité correcte. En revanche, elle gère très mal les éclairages complexes, ce qui peut devenir problématique pour certaines scènes. Voilà pourquoi, il existe d’autres techniques qui viennent compléter cette lacune avec, notamment, le « baking ». C’est un processus qui permet de figer la lumière au niveau des textures pour éviter le temps de calcul et les plantages !
Le raytracing
L’autre technique très répandue pour un rendu 3D, c’est le raytracing. Aujourd’hui, c’est même celle qui vous permet d’obtenir les meilleurs visuels avec une reconstitution du trajet des rayons. Souvent utilisées pour un rendu photoréaliste, on la retrouve souvent pour du rendu 3D en architecture. Particulièrement efficace pour représenter la lumière, elle simule exactement les caractéristiques physiques réelles dans un maximum de détails. En revanche, son temps de calcul est extrêmement long et demande énormément de puissance.
La radiosité
Enfin, la technique qui se développe de plus en plus pour le rendu 3D, c’est la radiosité. Concrètement, là où le raytracing vise essentiellement à simuler le trajet des rayons lumineux, la radiosité tient compte des propriétés ondulatoires de la lumière. En plus, comme elle repose sur la révélation de systèmes d’équations linéaires, elle vous permet de déplacer votre caméra sans avoir à recalculer le modèle. Cela vous permet de gagner énormément de temps tout en vous offrant un maximum de profondeur dans votre scène 3D. D’ailleurs, on l’utilise souvent pour un rendu de scènes fixes comme pour le rendu 3D en architecture.
Les autres processus à connaître pour le rendu 3D
Parmi les autres processus à connaître pour un rendu 3D, vous pourrez également tester :
- Le physically-based Rendering qui repose sur une méthode d’ombrage et qui vous permet de reproduire exactement les propriétés physiques propres à certains matériaux du monde réel. Pour cela, il se base sur la réflexion spéculaire et la réfraction.
- Le rendu non biaisé qui est principalement utilisé pour le rendu 3D en architecture ou dans les films d’animation. Son principal point fort, c’est qu’il calcule des images physiquement exactes dans un maximum de détails. Pour ça, il utilise les mathématiques pour retracer le parcours du rayon lumineux sans prendre aucun raccourci. Voilà pourquoi, il est beaucoup plus long et nécessite beaucoup plus de ressources.
- Le rendu biaisé, à l’inverse, c’est un rendu 3D qui permet d’accélérer considérablement le temps de calcul grâce à des algorithmes d’interpolation entre les images. Concrètement, il utilise des contours flous pour parvenir à générer une visualisation la plus réaliste possible. Généralement, on l’utilise souvent pour un projet d’animation ou pour des VFX, car il permet de gagner un maximum de temps !
Quel logiciel de rendu 3D ?
La majeure partie des logiciels 3D dispose déjà d’un moteur de rendu intégré. Par exemple, dans Blender, c’est Eevee qui s’occupe de rendu en temps réel alors que Cycles utilisera le raytracing. Quant à Houdini 3D, il embarque le moteur de rendu Mantra, même s’il reste compatible avec d’autres moteurs de rendu tiers. Alors si vous souhaitez opter pour un moteur de rendu 3D spécialisé, voici les meilleurs !
V-Ray
V-Ray, c’est le moteur de rendu biaisé le plus connu du marché ! Il faut dire qu’il vous promet d’excellentes performances avec une vitesse et une qualité optimale. Comme il fonctionne avec la plupart des systèmes d’exploitation, vous pourrez facilement l’utiliser avec votre logiciel 3D. En plus, il se paramètre entièrement et fonctionne aussi bien sur un CPU qu’un GPU. Quant à son tarif ? Il est disponible à partir de 55 €/an et jusqu’à 629 €/an pour la version V-Ray Collection.
Redshift
Parfaitement adapté pour les scènes complexes, le moteur de rendu biaisé Redshift s’attaque à du rendu ultra-réaliste. Voilà pourquoi, il est compatible avec Substance et Unreal Engine. Son principal point fort, c’est son système d’éclairage qui intègre également des options volumétriques pour des effets spectaculaires. Quant à son prix, il est disponible à partir de 500 $ pour l’achat d’une licence à vie.
Octane Render
Octane Render est un moteur de rendu 3D non biaisé, principalement exploité par les processeurs NVIDIA. Particulièrement indiqué pour les rendus photoréalistes, il peut travailler jusqu’à 50 fois plus vite que ses concurrents. En plus, vous obtiendrez une visualisation en temps réel directement dans une fenêtre dédiée. Au niveau de son prix, il faudra compter 699 €/an.
Arnold
Vous adorez les effets spéciaux ? Alors Arnold est le moteur de rendu 3D en temps réel qu’il vous faut ! En fonctionnant sur le CPU, tous les paramètres sont instantanément pris en compte pour vous offrir une visualisation frame après frame. En plus, il prend aussi en charge des effets volumétriques tout en intégrant un éditeur de matériaux qui repose sur un système nodal. Au niveau de son prix, il est disponible à partir de 350 £/an.
Renderman
Évidemment, impossible de parler d’un moteur de rendu sans évoquer Renderman. Propulsé par Pixar, il sera parfait pour s’adapter à toutes les techniques développées dans les studios d’animation. Les indépendants pourront également l’utiliser puisqu’il offre une multitude de fonctionnalités telles qu’un outil d’estimation non biaisé ou une illumination par raytracing. Du détail des cheveux à la perplexité des fourrures, rien ne lui échappe au niveau des textures et des ombrages !
Twilight Render
Enfin, avec Twilight Render, vous optez pour un logiciel de rendu 3D sur sketchup gratuit ! En seulement quelques minutes, il est capable de produire un rendu photo hyper détaillé d’une maquette 3D produite dans le logiciel. En plus, vous pourrez facilement l’associer à la version Make pour éviter de passer à la caisse.
C’est tout pour le rendu 3D ! J’espère que vous y trouverez des idées et de l’inspiration. Et si vous souhaitez laisser un commentaire, c’est juste en dessous 😉 !
