Auteur : Noël Froger

Enseignant ENSAV / Directeur Technique Magic Dice Productions

ENSAV R22 Displacement MAP

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Géometrie Displacement

  1. Displacement Map
    1. Déplacement de Points / Vecteur de déplacement
    2. Displacement MAP
    3. Géométrie de référence
  2. Normal Displacement Map
  3. Vector Displacement Map
  4. Retour R22

1/ Displacement Map

1.1/ Déplacement de Points / Vecteur de déplacement

Le Displacement Map déplace les polygon en fonction de ses points en Masse.

Chaque point de la géométrie se déplace dans l’axe d’un vecteur donné, le vecteur de déplacement

Vecteur de déplacement = Y / UP = Elévation

1.1/ Déplacement de Points / Vecteur de déplacement / Elevation

le vecteur de déplacement représente le sens de déplacement des points

Displacement MAP / Height MAP

1.2/ Displacement MAP

Déplacement procédurale des points en fonction d’une image

  • L’image est projetée sur la géométrie pour relier les informations
  • La valeur en niveau de gris de l’image détermine la longueur du vecteur de déplacement

Définition

1.3/ Définition

Plus il y a de points plus l’échantillonnage du displacement MAP est précis

2/ Normal Displacement Map

Le vecteur de déplacement des point peut varier en fonction de l’orientation du point.

On déplace alors la géométrie en fonction de la Normale du Point

Normal Displacement

L’utilisation du Normal displacement permet de « Sculpter dans la géométrie »

3/ Vector Displacement Map

L’image de déplacement de point peut, à la place de contenir une seule information, contenir des coordonnées 3D XYZ, retranscrites sur les couches RVB de l’image

Vector Displacement MAP

disp_poly_F_00000

L’utilisation de Displacement en 3 dimension s’avère utile lorsque on a besoin de créer des creux ou des surfaces en surplomb.

La plupart des logiciels de creation 3d permettent aujourd’hui de générer des map de displacement ou de vector displacement via une opération communément appelée « Map Baking » ou « Render texture », très utilisée dans le monde du jeu vidéo pour représenter des surface complexes grace à une image de description.

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3D Computer Graphics – Fundamentals

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Les fondamentaux en 3D

  1. Espace 3D
    1. Repères / Coordonnées / Axes
    2. Manipulateurs / Transformation
    3. Systèmes de Coordonnées
  2. Géométries
    1. Polygon Mesh
    2. Curves / Bezier / Nurbs / Subdivision de Surface
    3. Nuages de Points (Point Cloud)
    4. Voxels
  3. Retour R22

1/ Espace 3D

1.1/ Repères / Coordonnées / Axes
  • Les Axes représentent l’Origine de la scène 3D
  • 3 Dimensions axe X axe Y axe Z

Y - UP

YUP

XY représente le PLAN ECRAN
-> Z représente le PLAN de PROFONDEUR

Z - UP

ZUP

XY représente le PLAN au SOL
-> Z représente la HAUTEUR

1.2/ Manipulateurs / Transformations
  • La description d’une Scène 3D est représentée par un liste d’Objets ( Géométries)
  • Chaque Objet dispose de son propre système de coordonnée

SRT (Scale/Rotation/Translation)

SRT

  • Sélecteur de déplacement « Fléché »
  • Sélecteur de Rotation « Cercle », entourant l’axe en question
  • Sélecteur d’Echelle « Cube »

Translation

  • Déplacement en fonction de l’Axe Sélectionné
  • En fonction de 2 Axes Sélectionné pour contraindre à un plan

Rotation

  • Rotation en fonction de l’Axe Sélectionné
  • En opérant un mouvement Horloger
  • Des touches de raccourcis permettent de contraindre à un certain « pas », exemple 45°

Scale

  • Mis à l’Echelle en fonction de l’Axe Sélectionné
  • Possibilité de garder le « Volume » en inversant la transformation des autres axes

Il faut utiliser les raccourcis claviers !!

Bon nombre de déplacement, de transformations s’opèrent en utilisant des combinaisons de touches, ou mêmes de gestures.

1.3) Systeme de Coordonnées

Suivant la manipulation souhaitée, on choisis l’Axe de Référence avant d’effectuer la transformation

Transformation - World Coordinates / Local Coordinates

On peu opérer une tranformation en fonction de différents Axes de référence

  • Origine de la Scène (World)
  • Origine de l’Objet (Objet / Local)

Edition - World Coordinates / Local Coordinates / Selection Coordinates

On peut manipuler une géométrie en fonction de différents Axes de référence

  • Origine de l’Objet (Objet / Local)
  • Origine de la Sélection (Moyenne des Normales)
  • Origine d’un Autre Objet
  • Origine de la Scène (World)
  • …

Au même titre que les logiciel 2d on peut effectuer des transformation avec Contraintes, pensez à utiliser les outils de magnétisme

2) Géométries

2.1) Polygon Mesh

La représentation des volumes avec des polygones est la méthode la plus commune.

Elle s’effectue par une liste de POINTS de maillage

Polygon Mesh - Format

mesh

Elements

  • POINTS : Coordonnées XYZ
  • POLYGON : Ensemble de POINTS
  • EDGES : lignes reliant les POINTS

Polygon Mesh - Détail

  • les POINTS représentent la description des coordonées de la forme
  • les POLYGONES représentent la surface tréssée entre les POINTS
  • les NORMALES représentent la direction souhaitée de l’éclairage

Quads / Triangles - Surface planaire

lorsqu’un polygone n’est plus plannaire l’ajout d’un EDGE permet de définir la déscription de la forme

Données de POINT splémentaires : Coordonnées de textures (UV)

les POINTS supportent une multitude de données supplémentaires.

les coordonnées de texture en sont l’exemple et permettent de représenter l’emplacement référent d’un point sur l’image de la texture

On peut manipuler les Polygon Mesh de la même manière que les Objets, en sélectionnant soit les points, les edges, les polygones. On utilise le système de coordonnée qui correspondra à l’opération souhaitée

2.2) Courbes / Bezier / Nurbs

Une courbe est représentée par une liste de POINTS de contrôle

Courbes - Format

curves

La courbe est subdivisée, en fonction des choix de l’utilisateur

  • Plus la représentation est subdivisée, plus elle est difficile à manipuler

Démo technique de l'échantillonage d'une courbe de bézier

les courbes en 3D, échantillonage dans l'espace

Les courbes permettent, en utilisant un faible nombre de points de control, de générer des surface complexes.

2.3) Nuages de Points (Point Cloud)

Les Nuages de POINTS sont généralement générés procéduralement.

  • Scan 3D / Kinect
  • Systeme de particules

Ils sont généralement utilisés pour représenter des ensembles de donnés volumineux

Scan 3D - Construction

Exemple 2

2.4) Voxels

La représentation de volumes par des VOXELS est particulièrement récente, elle comporte de forts atouts comparé au méthodes traditionnelles.

  • Système de données ordonné en grille très favorable à la Parallelisation de calculs (Multithreading)
  • Définition Adaptative, Localisée

C’est les PIXELS 3D (ex: les LEGO)

Les domaines d’application:

  • Assemblage de Volumes Complexes, Soustractions, Additions
  • Creation de Densités (Nuages, Fumée)
  • Creation de fluides
  • Sculpture 3D
  • Peinture 3D

Mesh -> Voxelization -> Re-Mesh

Examples:

Les voxels sont utilisés sur le Kinect de Microsoft pour détecter les volumes

Un logiciel de dessin « infini » existe, à base de voxels https://www.madewithmischief.com/

Les voxels sont aujourd’hui même utilisés comme source de calcul d’éclairage dans les jeux vidéos http://www.nvidia.fr/object/vxgi-technology-fr.html

 

 

 

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ENSAV R21 3-4 Hiérarchies, références, Instances

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Ou et comment sont stockées les données dans photoshop ?

Photoshop stocke simplement TOUT à l’intérieur du fichier. Ce paradigme très intéressant permet à l’artiste de se focaliser sur son fichier en cours et de balayer les aspect techniques.
Tout ce qu’on observe existe et est enregistré directement à l’intérieur du fichier photoshop.

  • Une image importée vers un calque est automatiquement copiée et dupliquée dans la mémoire du fichier photoshop
  • Un calque dupliqué est automatiquement copié et dupliqué dans la mémoire du fichier photoshop

Les données existent à deux endroits, dans vos fichiers externes et dans votre fichier photoshop. Attention, avec 100 calques dupliqués votre fichier sera 100 fois plus lourd, ce mode de fonctionnement nous ratrappe, tôt ou tard…

La « Méthode Photoshop » de tout contenir dans un seul et même fichier à donc parfois ses limites.

  • La complexité grandissante d’un document, comment gérer un grand nombre de calques ?
  • Le besoin de garder un lien actif entre une source et ses duplications, il est impossible de modifier toutes les copies d’un calque source simultanément

Gérer un document complexe

Comment gérer un document complexe ? On l’a observé, disposer d’un document avec 100 calques identiques n’est pas agréable à manipuler, on peux alors:

  • créer des dossiers
  • créer un sous fichier, ou objet dynamique (smart object)
  • externaliser ses ressources

Comment garder un lien actif entre un calque et sa source

Nous l’avons constaté, avoir à modifier à répétition toutes les duplication d’un seul et même calque source est loin d’être productif , de plus la copie est destructive mais des méthodes existent:

  • créer des objets dynamiques (smart objects)
  • créer des objets dynamiques liés (Photoshop CC2014)
  • utiliser un logiciel orienté « fichiers externes » comme Adobe After Effect

Photoshop : Architecture d'un fichier

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ENSAV R21-3 Hiérarchies, références, Instances (Partie 1)

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Références et Instances

L’outil informatique est là pour nous assister dans notre processus créatif, l’une de ses capacités est de nous permettre d’avancer simultanément sur les différents aspects d’un projet.

Pour ce faire, nous devons utiliser des mécanismes pour nous prévenir des taches répétitives, il devient alors nécessaire de réfléchir à l’architecture de nos projets, de nos fichiers.

Quelque soit le logiciel utilisé, quand le besoin s’en ressent, il est important d’externaliser les ressources qui sont utilisées de multiples fois pour travailler plus efficacement. Nous utilisons alors une référence ou instance de cette ressource.

Garder un lien actif entre la ressource externalisée et la composition, parler de référence ou d’instance, c’est rendre procédural le processus de création.

  • Hierarchiser, nommer, classer ses ressources à l’interieur de ses fichiers
  • Utiliser des références/instances lorsque la ressource est utilisée de multiples fois
  • Externaliser les ressources trop complexes, sujettes à modifications

Avantages

  • Travailler avec des pré-versions d’éléments.
  • Travailler à plusieurs sur le même document.
  • Avoir à disposition un historique de version des éléments, pratiquer le versionning.
  • Travailler avec la source d’origine, c’est aussi travailler avec la définition d’origine maximale, soit disposer de la meilleur qualité possible.
  • Alléger son document, ses fichiers.

Différentes possibilités, différents logiciels.

Suivant leur nature procédurale les logiciels proposent un panel de possibilités différentes.

Photoshop, via la création d’objets dynamiques (smart objects) permet d’encapsuler plusieurs calques dans un nouveau fichier Photoshop tout en gardant un lien avec le fichier d’origine.
A termes, si l’objet dynamique est modifié, l’ensemble des calques utilisant cet objet dynamique seront mis à jour !

Photoshop est un outil orienté « création » et n’intègre que peu de procédés non destructifs. Ce « défaut » est de plus en plus corrigé à chaque versions. Aussi, les objects dynamiques sont un nouvel outil en pleine évolution et plus ou moins évolués suivant la version du logiciel.

Alors que dans photoshop CS6 l’objet dynamique serra toujours incorporé au fichier photoshop d’origine, sur photoshop CC 2014 l’objet dynamique pourra être externalisé et ainsi être remplacé intéractivement !

D’autres logiciels depuis leurs tout débuts possèdent cette capacité procédurale des éléments. Cela apporte un avantage considérable pour les projets en pleine gestation.

Sur un logiciel de compositing (After Effects, Nuke, Fusion) tous les éléments sont des fichiers liés, le fichier de compo n’est qu’un conteneur remixant les fichiers externes.

Sur les logiciels de PAO (Indesign, Quark Xpress) tous les éléments importés sont des fichiers liés, on modifie le fichier lié, et la composition se met automatiquement à jour (il en va de même pour Illustrator)

Sur un Soft 3D, les textures sont toujours des fichiers liés et suivant le logiciel nous avons la possibilité d’incorporer des scènes 3d à l’intérieur de scènes 3d.

Différents termes de références pour différents logiciels

Photoshop : Objets dynamiques (Smart Objects)

Illustrator/Indesign : Fichiers liés

3D : Clones / Instances / Stand-ins

3DSMax-> Xrefs  Maya/Blender->Proxys etc…

Moteurs de rendus 3D: Vray->VrayMesh Arnold->AssFile MentalRay->MiFile etc… ou plus généralement « Stand-ins »

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