Quel logiciel 3D pour mon modèle?

Il n’y a pas que les grands noms de la CAO pour produire du 3D. Il existe aussi une foultitude de produits d’un prix nettement plus accessible et même des solutions gratuites dans un monde libre et open source !

Dans cet article, je ne parle que de modélisation 3D, pas d’animation ni de mise en scène.

Alors, …

Quel logiciel 3D pour créer mon modèle ?

Modéliser prend du temps et le temps, tout comme le logiciel 3D, c’est de l’argent !
L’ergonomie compte tout autant que les fonctionnalités, autant dire que le choix n’est pas facile.
Le gros avantage est que tout cela est aujourd’hui beaucoup plus accessible pour le particulier. Il y a du choix et pas seulement dans le panel des logiciels professionnels. Les machines sont performantes, il existe internet pour l’accès aux softs et aux tutoriels mais, car il y a un mais, tous les logiciels ne se valent pas et, dans le cas des gratuiciels, nous sommes tout de même bien loin de l’ergonomie et des performances de ces bien coûteux progiciels en tête du marché.

Diviser le prix par deux veut-il dire avoir deux fois moins de performances ? Difficile de se prononcer car l’offre est complexe.
Il faut alors essayer de discerner dans chaque soft ce qui fait de lui le candidat idéal pour le type de modèle à produire.

Tout dépend du besoin évidemment

Si l’on a bien-sûr pas les mêmes besoins si l’on est un infographiste 3D dans le monde du jeu vidéo ou bien concepteur mécanique pourquoi chercher à utiliser un coûteux logiciel généraliste ?

Les bonnes à tout faire dans ce domaine, si elles existent, sont forcément onéreuses car il ne s’agit plus de « simples » modeleurs 3D mais bien de suite de logiciels dédiés à la 3D. Autant dire que le prix d’achat reviendrait presque à la somme de toutes ces solutions prises indépendamment.

Dans ce domaine, il est donc important de bien cibler avant tout son besoin et de faire un parallèle avec les méthodes de modélisation 3D actuelles.
Vient seulement après, le choix du logiciel en fonction de la méthode choisie et de l’affinité que vous aurez avec l’interface. Tout est question d’ergonomie pour être efficace.

Le but ici n’étant pas de faire la promotion de telle ou telle solution propriétaire, nous allons jeter un coup d’œil sur les solutions gratuites ou vraiment accessibles en fonction du travail de modélisation à accomplir.

Le but tout d’abord !

Faire de la modélisation 3D veut tout dire et rien dire à la fois. Un modèle tridimensionnel peut prendre ses origines de diverses façons comme un relevé de points à partir d’un scanner 3D, de la photogrammétrie, de la sculpture numérique, de la modélisation paramétrique, etc…

Il est vrai que si l’on veut produire une forme semblable à une automobile moderne, on peut la réaliser avec différentes méthodes mais cela ne prendra pas forcément le même temps et surtout les surfaces produites ne seront pas forcément adaptées à la finalité que l’on s’était fixée.

On n’aura pas les mêmes exigences en termes de qualité sur son modèle si l’on veut produire physiquement la forme (usinage par exemple), faire une magnifique image de rendu ou produire un Asset pour alimenter un jeu vidéo.

Une méthode adaptée au but !

Dans le monde de la 3D, il y a aujourd’hui deux grandes méthodes de modélisation:

• Le polygonal en y incluant les schémas de subdivision
• Les surfaces NURBS.

Dans le cas des NURBS, on part sur du “Wireframe and Surfaces Design”, c’est à dire que l’on tend des peaux mathématiquement définies sur du filaire lui aussi décrit par les mathématiques. Les Nurbs sont des surfaces mathématiques par nature en tous points définis ce qui les rend tout à fait adaptées à l’utilisation industrielle car cela va alimenter les machines à commande numérique (CNC) et pour finir donner une grande qualité à l’usinage puisque les surfaces sont définies en tous points.
Car elles permettent une grande maîtrise de la qualité de la surface (continuités G2, G3, voire G4 ), cette méthode est en première place dans le monde du style et de l’industrie. Le surfacique de style (Classe A) demande une grande habileté et quelquefois beaucoup de temps pour maîtriser les outils et les formes à produire.

Les Nurbs sont discrètement présentes et automatisées dans les logiciels de CAO mécanique avec des continuités (G0 et G1 voire G2 maximum). On peut considérer cela comme du surfacique simple et automatisé.

Dans le cas polygonal, on part d’une primitive (un cube par exemple = “Box modeling”), on découpe et déforme en tirant sur les nœuds d’un maillage. C’est une modélisation polygonale (triangles, carré ou autres), la surface de l’objet est discrétisé et les positions vraies ne le sont qu’au niveau des points. Cela ne peut donc pas générer une bonne qualité dans l’élaboration de pièces physiques puisque la position est inconnues entre ces points. Par contre, notamment par l’utilisation des surfaces de subdivision, nous pouvons beaucoup plus rapidement obtenir des surfaces extrêmement élégantes pour l’infographie 3D dans laquelle les surfaces sont artificiellement rendu « belles » à l’œil par un artifice (Gouraud par exemple).

C’est pour cela que les Nurbs ont été remplacées par ces dernières dans le monde du cinéma.
Cela ne veut pas dire qu’il n’y a aucune exigence dans ce domaine. Les maillages doivent y être assez light et répondre à certains critères techniques. Tout un métier…
La sculpture numérique est une des facettes du polygonal et n’est ni plus ni moins que la trituration locale sous une brosse d’un maillage de subdivision très fin (Cf Sculptris, 3DCoat ou encore Blender).
Il servira à produire la « normal map » et la « displacement map » d’un maillage plus grossier destiné à l’animation.

La sculpture numérique peu aussi se faire sur une technique toute différente d’un maillage en s’appuyant sur des Voxels. Imaginez alors que l’espace de conception est rempli de minuscules cubes et que par l’action de l’outil, vous puissiez rendre ou non visible ces “petits grains de sable”. 3D Coat propose ce type de modélisation et Zbrush également mais sous une forme d’image “2D” en profondeur qui lui est propre (les Pixols).

Nous pourrons retenir de façon assez globale:

Le polygonal pour les images et la rapidité de production et les Nurbs pour l’usinage.

Une petite exception à la règle est qu’il est d’usage et tout à fait acceptable de faire de l’impression 3D à partir d’un polygonal (STL ou Obj) car de toutes façons l’état de surface de l’objet physique final ne sera pas génial même avec une surface exacte.

Pourquoi ne pas mixer les méthodes ?

C’est vrai et c’est d’ailleurs ce qui est pratiqué chez les professionnels.
Partir du scan 3D d’un modèle en argile ou une sculpture 3D puis re-modéliser en Nurbs par dessus.
On peut également produire des géométries avec un modeleur mécanique (des engrenages par exemple) pour de l’infographie 3D animée de maillages (une publicité pourquoi pas) si cela fait gagner du temps.
Chaque méthode à ses avantages et l’avantage est que tout cela est dans une certaine mesure compatible.

Quel logiciel 3D alors ?

Nurbs:

Pour des formes exactes destinées à l’usinage, vous l’avez compris, si vous voulez absolument vous lancer dans le surfacique Nurbs Académique, pour maîtriser des reflets que seuls les stylistes pourront apprécier alors il faudra taper dans le haut de gamme du surfacique et passer un certain temps pour atteindre votre but (apprentissage et modélisation).
La modélisation mécanique paramétrique (basée elle aussi sur les Nurbs) sera toujours plus intuitive et bien plus facile à prendre en main.

Les solutions “accessibles” qui s’offrent à nous aujourd’hui sont:

Rhinoceros 3D pour environ 900€ avec une parfaite maîtrise des courbes et surfaces Nurbs. C’est très bien mais le gros loupé est qu’il n’y a pas d’associativité entre les éléments (pas de parent et d’enfant, juste l’historique des dernières actions) !
En tout cas, il permet de faire des surfaces de Classe A.
Très utilisé dans le monde du design et de l’architecture.
Une enorme communauté de professionnels gravite autour de Rhino et il existe une foultitude de plugins dont le plus célébre « GrassHopper » maintenant natif à l’installation qui permet de produire des formes magnifiques en visual-scripting.
Rhino traite aussi le Polygonal et sait nativement lire beaucoup de formats 3D.

MOI 3D (Moment Of Inspiration) pour environ 300€. un excellent logiciel que vous pouvez essayer sous 30 jours ou pour un temps illimité mais sans pouvoir enregistrer. Cela fonctionne en NURBS et comme Rhino touche aussi le polygonal.
Il ne semble pas que l’on puisse faire mieux que des continuités en courbure (G2).
Il existe une petite communauté et quelques Français qui bossent arduement autour de ce logiciel pour créer de formidables plugins dont le node-editor permettant de produire des formes en visual-scripting.

FreeCAD dans la mesure où l’on ne cherche pas à faire autre chose que de la mécanique pour le moment. Il faut attendre un peu que le côté surfacique se développe au sein de la communauté.
FreeCAD est d’avantage une plateforme de modélisation qu’un modeleur au sens classique. Cela veut dire que l’on peut théoriquement tout faire à la condition de construire ses propres outils pour jouer avec le moteur Nurbs.
Ce moteur est OCCT et toutes ses fonctions sont accessibles via des commandes Python ou C++… A vous de coder : )

Et c’est un peu près tout cas les autres solutions accessibles sont soit trop peu fournies soit trop peu ergonomiques.
J’écarte volontairement Catia, Solidworks, Inventor,…, Maya, 3Ds Max car hors de porté du porte monnaie du particulier.
Notons toutefois que certains de ces logiciels accordent une licence gratuite assez longue (3 ans) pour les étudiants.

Fusion 360
Fusion 360 (éditeur Autodesk) est un logiciel payant (~500€ /an) ce qui est peu pour l’ensemble des fonctionalités fournies. Ce logiciel est basé sur le Cloud.

Il existe pour les hobbyistes une version gratuite pour un an qui vous permettra de produire très facilement des modèles Nurbs. A l’échéance, vous pourrez archiver vos projets en local pour les réinjecter dans un autre compte gratuit.

Subdivison de faces:

Là le choix est beaucoup plus vaste et c’est plus sur l’ergonomie que sur la technique qu’il faudra faire un choix.
Ici, on ne parle plus de cotes, de paramètres et d’esquisses, tout est surfacique et Freestyle !

Dans les gratuits, on trouve bien sûr:

Blender un incontournable qui va bien au delà de la modélisation 3D. On peut très facilement obtenir par subdivision ce que l’on souhaite mais personnellement, malgré ma grande estime pour ce logiciel, je trouve que l’ergonomie n’est pas au rendez-vous ou plutôt qu’il faut un long apprentissage pour intégrer l’ensemble des raccourcis claviers pour enfin être efficace dans les ateliers. La version 2.80 améliore grandement l’ergonomie en relookant l’interface utilisateur.

Wings 3D est un logiciel de subdivision très simple et faisant le job ! Deux modes de visualisation Ombrage plat et Gouraud. On part d’une primitive, on extrude, on subdivise… comme dans Blender. Là aussi, l’ergonomie me semble un peu limite mais j’ai su l‘apprécier.

Rocket 3F (3F pour Fast Fun and Friendly) est conçu pour vous faciliter la vie avec une interface très ergonomique. La version gratuite est pleinement fonctionnelle. Seule contrainte, réactiver la licence gratuite tous les mois et attendre 10 petites secondes à chaque lancement de l’application.
Personnellement, j’adore !
La version payante n’est qu’à 79€ !!

Et payant mais pas trop onéreux:

3D Coat ~100€ pour une suite de logiciel d’exception qui vous permettra de modéliser de façon artistique à partir de rien ou d’éléments importés (gain de temps). Sculpture numérique sur maillage de subdivision et/ou Voxel, Retopologie manuelle ou automatique, UV mapping, Peinture, Rendu,…
A utiliser de préférence avec une tablette graphique.
Un logiciel à utiliser en complément de Rocket 3F pour la sculpture numérique, j’adore !

Zbrush, un grand nom de la sculpture numérique. 975$ une seule fois car les mises à jour seront toujours gratuites. Il existe aussi Zbrush Core pour seulement 145$ pour les particuliers.
C’est le logiciel de sculpture le plus utilisé en infographie professionnelle.
A n’utiliser qu’avec une tablette graphique. Il est un peu particulier à prendre en main car sa philosophie et son interface n’ont rien à voir avec ce que l’on a l’habitude d’utiliser en informatique.

Il existe aussi un gratuiciel très ergonomique pour s’initier à la sculpture numérique du même éditeur. Il s’agit de Sculptris. J’ai essayé, c’est parfaitement fonctionnel et intuitif (on a un équivalent libre avec SculptGL téléchargeable gratuitement et même utilisable en ligne).

et bien d’autres encore.

Conclusion

Dans cet article, vous aurez compris qu’il y a deux mondes dans la modélisation tridimensionnelle:

• L’exactitude des NURBS pour la CAO et le Style afin de produire de la matière palpable.
• La subdivision de face pour l’infographie 3D pour en faire des images animées ou non.

Le choix du logiciel 3D est alors presque affaire de gout sachant que les bonnes à tout faire sont d’un prix hors de porté du particulier.

Personnellement je suis tombé sous le charme de 3D Coat et de Rocket 3F pour leurs fonctionnalités, leur ergonomie, leur complémentarité et  bien sûr pour le faible coût d’acquisition.

Avec ce couple, vous pouvez produire des géométries parfaitement adaptées pour des rendus à couper le souffle en éditant ses propres matériaux. On peut y adjoindre gratuitement le moteur de rendu de Pixar (RenderMan).

Ces quelques explications vous aiderons peut être à y voir plus clair dans le monde de la 3D.

Pour la CAO, la meilleure option est à mon sens de loin FreeCAD mais si vous ne trouvez pas l’outil que vous cherchez, il faudra alors de fabriquer en script Python.

Et vous, dans quel but utiliser-vous la CAO et quels logiciels utilisez-vous pour modéliser ?

Laissez moi un commentaire juste en dessous : )

à bientôt