Découvrez la puissance des logiciels de rendu 3D
Les images de haute qualité réalisées à l'aide de logiciels de rendu 3D apparaissent dans les films, les publicités, les magazines et les médias sociaux. Nous expliquons exactement ce que sont les images rendues en 3D, pourquoi elles sont si populaires et quels sont les logiciels de rendu choisis par les experts.
Qu'est-ce que le rendu 3D ?
Commençons par la question la plus évidente : qu'est-ce que le rendu 3D ? En termes simples, un rendu 3D est une image 2D de haute qualité d'un modèle tridimensionnel généré par ordinateur. On peut considérer qu'un rendu 3D est un peu comme une photographie, sauf qu'il représente un objet numérisé au lieu d'un objet physique. Les rendus 3D peuvent être créés pour ressembler exactement à des objets réels, ou ils peuvent être délibérément rendus non réalistes.
Le rendu 3D photoréaliste est souvent utilisé dans la publicité, l'éducation, le développement de produits et d'autres domaines qui nécessitent des images très réalistes. Ces images sont si finement détaillées qu'il est souvent impossible de faire la différence entre une image en rendu 3D photoréaliste et une photographie réelle.
En revanche, les images 3D non réalistes ne sont pas censées ressembler à des objets réels. Ces images ressemblent souvent à des dessins animés ou sont fantaisistes. Les images en 3D non réalistes sont très stylisées et basées sur des techniques artistiques traditionnelles comme le dessin ou la peinture. Elles sont couramment utilisées dans les œuvres d'art, les animations et les jeux vidéo.
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Comment fonctionne le rendu 3D ?
Pour créer une image rendue en 3D, un concepteur doit d'abord utiliser un logiciel de conception CAO pour créer un modèle en 3D. Ce modèle est affiné en ajoutant des détails d'éclairage et des textures complexes. Le concepteur utilisera ensuite un logiciel de rendu CAO spécialisé pour prendre les données du modèle 3D et les transformer en une image 2D haute résolution. Le concepteur peut alors choisir d'affiner encore l'image rendue en 3D en y ajoutant des détails de texture ou d'éclairage pour en embellir les caractéristiques.
The 3D rendering process – an example
You can think of the 3D rendering design process in this way: Imagine a sculptor making a statue. The sculptor does this by forming a ball of clay into the desired shape. Once it has been completed, the statue exists in three dimensions, so it can be viewed from any angle. The sculptor can improve the statue by adding details such as coloring or textures to make it more lifelike or to exaggerate its features. These first steps are representative of the 3D modeling and texturing process.
The sculptor decides they wish to photograph the statue. The statue is placed in front of a background and the lighting is carefully arranged. The camera captures an image that shows how the light reflects off the statue. This is indicative of how 3D rendering software generates a 2D image from a 3D model.
The difference between 3D rendering and 3D visualization
The term 3D visualization is used to describe the entire process of creating a realistic digital image. 3D rendering is one of the last steps in the visualization process.
The difference between 3D modeling and 3D rendering
As we can see from the example above, 3D modeling is the process of creating a digital model that replicates a real object. 3D rendering is the process of taking that 3D model and creating a high-quality 2D image from it.
Comment le rendu 3D est utilisé aujourd'hui
À quoi sert le rendu 3D ? Un grand nombre d'industries utilisent des images en 3D pour communiquer avec leurs clients et leurs collègues. Les images 3D étant capables de montrer des représentations incroyablement détaillées et réalistes de n'importe quel objet, elles sont utilisées par presque tous les types d'entreprises imaginables.
Television, film, and video games
Originally, 3D rendering was used mostly by television, film, and video game companies for animating characters and creating special effects. It now plays a fundamental role in creating captivating visual sequences. Animation sequences are created by compositing several 3D rendered images together. Blockbuster movies, children's television programs, and best-selling computer games seamlessly integrate visual effects crafted by sophisticated 3D visualization software, employing advanced techniques such as ray tracing for lifelike renderings.
Architecture and Construction
The way we design, build, and decorate our homes and offices has been drastically changed by 3D rendering. Architectural companies now use photorealistic renders to provide clients with detailed visualizations of proposed building projects. Interior designers can create realistic mock-ups of how a room may look. Some 3D CAD rendering programs allow designers to create virtual tours of buildings.
Industrial design and product development
Photorealistic product rendering allows the industrial design process to be faster and more cost-effective than ever. Designers and engineers utilize 3D models and renders to exhibit and assess products, components, and machinery without the necessity of physical prototypes, employing advanced graphics and animation techniques to simulate real-world effects.
Advertising and marketing
3D rendering product images are also often used in advertising and marketing. It is usually quicker and much less expensive to produce a 3D render than to stage a photo or video shoot.
Les différents types de logiciels de rendu 3D
Logiciel de rendu 3D basé CPU
Ce logiciel crée des images en 3D en utilisant la puissance de l'unité centrale de traitement (CPU) intégrée à l'ordinateur.
Logiciel de rendu 3D basé GPU
Il s'agit d'un logiciel de rendu 3D basé sur le processeur, mais qui utilise l'unité de traitement graphique (GPU) de l'ordinateur. Le rendu GPU peut être plus rapide que le rendu CPU. Cependant, le rendu CPU permet d'utiliser davantage de fonctionnalités, ce qui le rend plus adapté aux rendus photoréalistes.
Logiciel de rendu 3D hybride
Ce logiciel combine le rendu 3D basé sur le CPU et le rendu 3D basé sur le GPU en utilisant ces deux composants pour produire des rendus 3D. V-Ray est un exemple de programme de rendu hybride bien connu.
Logiciel de rendu 3D basé sur le cloud
Le rendu dans le nuage permet aux concepteurs d'exploiter la puissance de plusieurs ordinateurs au lieu de dépendre d'une seule machine. Le rendu en nuage est nettement plus rapide que le rendu par CPU et GPU.
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Contenu relatif au rendu 3D
Les avantages du rendu 3D
Vous vous demandez peut-être pourquoi une entreprise choisirait de produire une image en 3D plutôt qu'un dessin ou une photographie. Bien que les dessins et les photos traditionnels aient toujours leur place, il s'avère que l'utilisation d'images en 3D présente plusieurs avantages.
Le contrôle qu'exerce le concepteur sur chaque aspect de l'image peut donner lieu à des représentations plus réalistes et incroyablement précises d'un objet. Par exemple, une image rendue en 3D permet aux concepteurs d'avoir un contrôle absolu sur l'éclairage. Il n'est pas nécessaire d'attendre des conditions parfaites ou de perdre du temps à installer un dispositif d'éclairage.
L'utilisation d'une image rendue en 3D permet aux concepteurs de créer des visualisations exactes d'objets avant qu'ils ne soient physiquement créés. Chaque caractéristique d'un produit ou d'un bâtiment proposé peut être représentée dans les moindres détails. Cela augmente considérablement le potentiel de commercialisation, permet d'accélérer les itérations de conception et de réduire les coûts de développement.
Techniques courantes de rendu 3D
Ray tracing
Utilisé pour rendre la lumière et les ombres en suivant les photons numériques dans les lignes pour imiter la façon dont la lumière se reflète et se réfracte dans la réalité.
Global illumination
Cette technique simule la façon dont la lumière rebondit indirectement. Elle est également utilisée pour représenter les coulures de couleur.
Path tracing
Comme pour le traçage de rayons, un algorithme informatique ne trace qu'un seul chemin lumineux au lieu de tracer de nombreux chemins lumineux.
Scanline rendering
Également connu sous le nom de rendu filaire, ce processus utilise des algorithmes pour déterminer les surfaces visibles.
Radiosity
La radiosité est utilisée pour représenter l'ombrage et la manière dont la lumière se diffuse et se reflète sur les surfaces.
Real-time rendering
Également appelé rendu interactif, ce processus génère des images animées si rapidement qu'elles semblent se produire en temps réel. Le rendu en temps réel est utilisé dans les jeux vidéo et l'animation.
Pre-rendered image
Parfois appelée rendu hors ligne, cette méthode est utilisée pour créer des images réalistes qui apparaissent ultérieurement, contrairement au rendu en temps réel qui produit des images instantanément.
Interactive 3D models
Les modèles 3D interactifs sont des modèles très réalistes qui existent dans un espace numérique et peuvent être manipulés par les utilisateurs.
L'histoire du rendu 3D
Les débuts
Dès la Renaissance italienne, les architectes, les ingénieurs et les artistes utilisaient des modèles et des illustrations filaires pour planifier leurs créations. Des fils métalliques étaient utilisés pour construire des objets tridimensionnels qui fournissaient un guide visuel pour les bâtiments et les équipements. Ces modèles filaires rudimentaires allaient constituer la base des puissants logiciels de CAO à venir.
L'histoire moderne du rendu 3D
L'histoire moderne du rendu 3D commence dans les années 1960 et 1970, lorsque des programmeurs informatiques ont mis au point des logiciels capables de reproduire des modèles filaires physiques. Le programme Sketchpad d'A. Sutherland a été le premier exemple de modélisation numérique en 3D.
Ce concept a été affiné dans les années 1970 par des chercheurs de l'université de l'Utah, notamment Martin Newell, qui a utilisé des techniques de modélisation 3D sophistiquées pour créer la "théière de l'Utah", désormais emblématique. D'autres progrès ont été réalisés avec le développement de l'algorithme z-buffer par Ed Catmull et les travaux de Turned Whitted sur le traçage récursif des rayons.
Le rendu 3D se généralise
Dans les années 1980, les arbres de partitionnement de l'espace binaire (BSP), les modèles de texture et le blobby mapping ont été introduits par l'informaticien américain Jim Blinn. Ces innovations ont permis de généraliser l'utilisation du rendu 3D dans l'animation, bien que d'autres secteurs aient rapidement compris le potentiel de cette technologie.
Les années 80 ont vu l'essor du rendu 3D en architecture, notamment par Zaha Hadid qui a utilisé des visualisations CAO et le rendu 3D pour sa conception en 1983 du Peak Leisure Club à Hong Kong. Très vite, la majorité des architectes, des experts en construction et des concepteurs industriels ont délaissé leurs crayons, leur papier et leurs outils de dessin pour se tourner vers les logiciels de CAO et les images rendues en 3D.
Avec le développement d'ordinateurs et de logiciels plus puissants, le rendu 3D s'est généralisé dans les années 1990. Le film Toy Story est sorti et s'est rapidement imposé comme le premier film réalisé en rendu 3D. Dans les années 1990, les jeux vidéo sont passés d'un graphisme pixellisé à un graphisme entièrement en 3D.
À l'aube du nouveau millénaire, les images rendues en 3D sont devenues monnaie courante et ont été utilisées à toutes les sauces, de la publicité dans les médias sociaux aux effets spéciaux sur grand écran, en passant par les modèles architecturaux et les prototypes de produits.
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L'avenir du rendu 3D
Tout comme il aurait été impossible pour quelqu'un dans les années 1960 d'imaginer comment les simples schémas de Sketchpad auraient conduit aux innovations d'aujourd'hui, il est difficile de dire avec précision ce que l'avenir réserve au rendu 3D. Cependant, nous pouvons faire quelques suppositions éclairées sur les développements qui pourraient survenir dans les années à venir.
Au fur et à mesure que la technologie progresse, il est certain que nous verrons des images en 3D de plus en plus hyperréalistes, dépassant même les images hautement sophistiquées dont nous disposons aujourd'hui. Les développements futurs en matière de rendu 3D nous permettront de faire l'expérience d'environnements numériques réalistes et complètement immersifs. La réalité augmentée et la réalité virtuelle ne manqueront pas d'élargir les possibilités d'utilisation des visualisations 3D à des fins de divertissement, d'éducation, d'architecture et de conception de produits.
Rendu 3D, conclusion et perspectives
Dans la vie moderne, nous sommes littéralement entourés d'images en 3D. Les images 3D remplissent notre espace visuel lorsque nous regardons la télévision, apprenons de nouveaux concepts, naviguons sur les médias sociaux, feuilletons des magazines ou nous détendons en regardant des films ou en jouant à des jeux vidéo.
La souplesse et la polyvalence des logiciels de rendu 3D permettent aux professionnels de développer de nouvelles méthodes de conception de produits, de créer des divertissements époustouflants et de construire des véhicules et des bâtiments plus durables et plus économes en ressources. Le rendu 3D est aujourd'hui un outil essentiel pour une gamme incroyablement variée d'industries telles que les soins de santé, l'architecture, la conception graphique et l'aérospatiale, pour n'en citer que quelques-unes. Il est clair que la puissance du rendu 3D continuera à façonner notre monde.
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Foire aux questions Logiciel de rendu 3D
La réalisation d'une image 3D très complexe peut prendre de deux à trois semaines.
Le rendu 3D facilite la communication et la collaboration entre les parties prenantes et réduit les coûts en accélérant le processus d'itération.
Les images rendues en 3D sont essentielles pour les applications de réalité virtuelle et de réalité augmentée.
Les images en temps réel sont créées instantanément, comme dans les jeux vidéo, alors que les images pré-rendues sont statiques.
Les spécifications du système pour les logiciels de rendu 3D diffèrent selon le type de logiciel utilisé et selon qu'il s'agit d'un programme hybride, d'un GPU, d'un CPU ou d'un programme basé sur le cloud. Il est toujours conseillé de vérifier auprès du fabricant les spécifications exactes du système.