Bonnes pratiques de rendu réaliste

Bonnes pratiques de rendu réaliste
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Affichant une efficacité et une convivialité inédites, les
solutions de rendu réaliste se sont imposées dans le
domaine de la conception de produits. En appliquant les
quatre bonnes pratiques présentées dans cet article, les
ingénieurs peuvent utiliser ces solutions pour accélérer
la création d’images plus réalistes.
Le rendu réaliste est une technique qui consiste à utiliser des algorithmes
informatiques pour créer des images reproduisant des scènes réelles avec
le plus grand réalisme possible. Si le rendu réaliste le plus sophistiqué
est à chercher dans les dessins animés comme WALL-E®, Ratatouille® et
The Incredibles® (Les Indestructibles), les ingénieurs recourent de plus en
plus souvent à ces outils pour obtenir une vue réaliste de leurs produits.
En générant une image photoréaliste à partir d’un
modèle de CAO 3D, les fabricants évitent l’étape
de la création du prototype physique et du studio
de photo.
En ingénierie, le rendu réaliste sert principalement aux applications
suivantes :
• Revue de conception – Lorsqu’ils soumettent un produit à une
revue de conception ou présentent une proposition de conception au
Marketing, les ingénieurs utilisent des rendus réalistes pour montrer,
avec la plus grande précision possible, à quoi le produit va ressembler,
et ce dès le début du processus de conception.
• Conditionnement du produit – Pour réaliser le conditionnement qui
inclut une image du produit, les ingénieurs utilisent désormais le rendu
réaliste du modèle dans les maquettes de conditionnement, au lieu
de construire un prototype qu’ils devraient ensuite emmener au studio
de photo.
• Placement in situ – Lorsqu’ils souhaitent montrer un produit en
situation, dans un environnement particulier (par exemple pour
représenter un nouveau robinet monté sur une baignoire ou un évier),
les concepteurs utilisent le rendu réaliste pour mettre en scène le
produit dans un environnement réaliste.
Dans chacune de ces applications, le rendu réaliste permet d’éliminer
les coûts induits par de nombreuses opérations : création du prototype,
transport du prototype dans un studio de photographie, disposition
du décor et de l’éclairage, prises de vues avec plusieurs retouches et
itérations pour obtenir les images voulues.
Le rendu réaliste contribue également à raccourcir le délai de mise sur
le marché en permettant aux équipes de conception, dès le début du
processus, de mieux se rendre compte de l’apparence du produit fini,
et aux entreprises de concevoir le conditionnement parallèlement au
produit au lieu d’attendre un prototype.
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Le rendu réaliste permet de gagner du temps et
de l’argent, et ses avantages sont particulièrement
intéressants pour les fabricants de produits
importants et complexes.
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Bonnes pratiques
Bien qu’elles ne soient pas nouvelles, les solutions de rendu réaliste pour les
ingénieurs sont beaucoup plus efficaces et conviviales aujourd’hui. De plus,
certaines sont maintenant parfaitement intégrées à des packages CAO/FAO/
IAO standard. L’étroite intégration entre la conception 3D et les applications
de rendu permet aux ingénieurs d’utiliser leurs modèles pour créer des
images photoréalistes dans leur environnement de conception, c’est-à-dire
sans devoir exporter les modèles du système CAO/FAO/IAO vers le système
de rendu.
Les ingénieurs sont donc plus nombreux à pouvoir profiter de ces possibilités
et de leurs avantages. Toutefois, les ingénieurs qui ne possèdent pas une
grande expérience en matière d’éclairages, de surfaces et d’autres aspects
du photoréalisme devront s’y familiariser progressivement.
Les quatre bonnes pratiques présentées ici aideront les ingénieurs, quel que
soit leur niveau d’expérience, à créer des rendus réalistes plus rapidement
et plus facilement.
Bonne pratique N° 1 : utiliser l’Image-Based Lighting
(illumination par image)
Pour ceux qui ne sont pas spécialistes de l’éclairage, la mise en place
d’un éclairage réaliste constitue un des aspects les plus difficiles et les
plus chronophages du rendu. Ce processus peut en effet entraîner de
nombreuses itérations. La technique de l’Image-Based Lighting (IBL)
simplifie le travail des novices. Avec l’IBL, l’utilisateur « enveloppe » le modèle
d’une image à haut niveau de dynamique (HDR, High Dynamic Range).
L’HDR est un format d’image utilisé pour des environnements tels que des
pièces ou des cours, et incluant l’éclairage et la couleur appropriés pour
générer les reflets adéquats. L’image HDR devient l’arrière-plan du modèle
et évite ainsi à l’utilisateur de devoir disposer manuellement les sources de
lumière. En utilisant une image HDR, un utilisateur inexpérimenté profite
immédiatement d’un éclairage professionnel pour ses rendus. Des millions
d’images HDR sont disponibles à l’achat ou au téléchargement via Internet.
Bonne pratique N° 2 : consulter une bibliothèque d’apparences
Un autre aspect de la création d’images photoréalistes demande beaucoup
de temps : il s’agit de la restitution des matières à la surface du modèle, de
manière à ce que le modèle présente des propriétés correctes de texture et
de réflexion lumineuse. Par exemple, le verre, l’inox, le bois ou le plastique
moulé par injection demandent des paramètres d’apparence complètement
différents notamment pour la réflexion, la brillance et la texture de la couleur
(grain du bois, par exemple). En sélectionnant des apparences dans une
bibliothèque et en appliquant celles-ci au modèle, les ingénieurs peuvent
s’assurer facilement et rapidement que leur modèle présente bien les
propriétés de surface adéquates.
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Voici quelques exemples d’effets obtenus
avec les outils actuels de rendu réaliste.
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Bonne pratique N° 3 : utiliser un éclairage physique correct et une
illumination globale
Les utilisateurs expérimentés qui souhaitent régler eux-mêmes l’éclairage
comprendront mieux l’impact de l’éclairage sur le modèle en utilisant un
éclairage physique correct et une illumination globale.
Un éclairage physique correct inclut deux caractéristiques prédéfinies
(l’intensité et la température de couleur) pour chaque lumière utilisée
dans l’image. L’intensité est exprimée en lux ou en watt, et la température
de couleur est la couleur émise par la lumière. Par exemple, une lumière
incandescente émet une couleur jaune tandis qu’une lumière fluorescente
donne du bleu. L’éclairage physique correct applique les valeurs d’intensité
et de couleur correctes lorsque les utilisateurs sélectionnent un type
d’éclairage plutôt que de les laisser régler ces paramètres manuellement.
Cette approche permet une mise au point plus rapide de l’éclairage et
améliore la précision en réduisant les probabilités d’erreurs. Lorsque le
système utilise les unités standard pour les valeurs prédéfinies (par exemple,
le watt au lieu du lux), les utilisateurs bénéficient d’une intuitivité et d’une
convivialité accrues.
Un éclairage physique correct devrait être associé à une illumination globale
afin de calculer l’impact de la lumière provenant de la source lumineuse
directe et de la lumière indirecte qui rebondit sur les surfaces. L’illumination
globale induit un autre aspect : les caustiques qui montrent les rayons de
lumière, réfléchis ou réfractés par un objet ou une surface courbe, sur
une autre surface. Utilisés conjointement, l’éclairage physique correct et
l’illumination globale permettent aux ingénieurs de voir l’impact global de
l’illumination à la fois sur l’environnement et le modèle.
Bonne pratique N° 4 : créer des ombres réalistes
Les ombres présentent des subtilités qui, si elles sont bien rendues, peuvent
renforcer le réalisme des images. Comme les ombres n’ont pas de bords nets,
les utilisateurs d’un logiciel de rendu réaliste doivent tout d’abord éliminer
les arêtes aiguës de leurs modèles à l’aide des arrondis et des congés.
Les utilisateurs devraient en outre introduire des ombres transparentes dans
les situations appropriées. Si une lumière éclaire un objet solide, l’ombre
sera grise. Par contre, si la lumière tombe sur un objet transparent, l’ombre
prendra la couleur de l’objet traversé par la lumière. La fonctionnalité
d’ombre transparente du logiciel permet d’appliquer la couleur de l’objet
transparent à l’ombre.
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Pour commencer : choisir le bon système de rendu réaliste
Pour appliquer les bonnes pratiques décrites dans cet article, votre système
de rendu réaliste doit présenter notamment les caractéristiques suivantes :
• Prise en charge des images HDR
• Bibliothèque de surfaces réalistes prédéfinies applicables à un modèle,
comme par exemple les palettes de rugosité qui montrent l’interaction
d’une texture rugueuse avec la lumière de l’environnement
• Éclairage physique correct, illumination globale et caustiques pour
Photo ou image de synthèse ? Difficile de voir la
différence avec les outils actuels de rendu réaliste.
déterminer l’impact de l’éclairage sur les modèles
• Fonctionnalités d’ombre réaliste permettant de créer des arêtes douces
ou floues et des ombres transparentes
Donner vie aux modèles avec Creo Elements/Pro®
Les ingénieurs qui veulent tirer parti de ces fonctionnalités de rendu
réaliste les trouveront dans le module spécifique de Creo Elements/Pro :
Creo Elements/Pro Advanced Rendering. Ces fonctionnalités de rendu
sont parfaitement intégrées à Creo Elements/Pro. De cette manière, si les
utilisateurs modifient le modèle, ils peuvent simplement régénérer le rendu
sans devoir reconvertir les données sous-jacentes ni les réimporter dans
une deuxième application de rendu.
Accélération de la mise sur le marché et baisse des coûts
Avec les logiciels actuels de rendu réaliste comme le module Creo
Elements/Pro Advanced Rendering, les ingénieurs, quelle que soit leur
expérience en éclairage, possèdent désormais des outils basés sur les
bonnes pratiques pour créer un rendu réaliste à partir de leurs modèles.
Ces modèles permettent aux ingénieurs, aux clients, aux responsables
et aux commerciaux de voir exactement à quoi un produit va ressembler,
dès le début du processus de conception, et par conséquent d’accélérer
l’implémentation des modifications, le développement du conditionnement
et la mise sur le marché. En outre, les ingénieurs ne doivent plus passer
par le studio de photographie, ce qui se traduit par des économies de
temps, d’argent et de travail.
Auparavant appelé Pro/ENGINEER
®
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