Art-of-Illusion - didacticiel de modélisation
le sablier


Version 1.1
Pour Art of Illusion version 0.9
Copyright 2001, Rick van der Meiden

Traduction: les Manuels d'Aide en Français sur manuelsdaide.com

Introduction

Dans ce didacticiel, vous allez apprendre à modéliser un objet simple avec Art-of-Illusion (AoI), à l'aide de l'exemple du sablier de l'illustration ci-dessus. Ce didacticiel ne couvre pas toutes les fonctions disponibles dans AoI, elles sont tout simplement trop nombreuses, mais vous en saurez suffisamment pour une mise en route. Vous arriverez probablement à comprendre le reste en essayant, en expérimentant, en créant des images sympas.

Si vous êtes déjà familiarisé avec la modélisation 3D, vous n'aurez sans doute pas besoin de suivre ce didacticiel pas à pas. Vous pourrez y jeter un coup d'oeil pour avoir une idée des possibilités du programme, et vous pourrez vous lancer et l'essayer vous-même. Pour les novices: Je vais vous permettre de créer votre propre image 3D en quelques minutes.

Pour être complet, un fichier de scène AoI nommé "hourglass.aoi" (ce fichier a été créé de toute pièce par l'auteur de la traduction, car le fichier d'origine ne correspond plus à la version actuelle du programme) est distribué avec ce didacticiel. Vous pouvez simplement l'ouvrir avec le programme de modélisation. Cependant, si vous souhaitez apprendre avec ce didacticiel, vous devriez essayer de créer la scène vous-même.

Tour d'horizon

Supposons que vous ayez téléchargé la totalité des éléments de AoI, que vous ayez la bonne version de JDK, que vous ayez lu les fichiers readme, et que tout est en place. Si ça n'est pas le cas, consultez la page d'accueil de Art-of-Illusion. Lorsque vous lancez AOI, l'écran principal apparaît. En haut de la fenêtre se trouve la barre de menu de base; examinez-la, voyez ce qu'elle contient comme sous-menus. Si vous ne comprenez pas encore les nombreux éléments qu'elle contient, ne vous en faites pas, vous les maîtriserez en son temps. A gauche de la fenêtre se trouvent des icônes. Si vous cliquez dessus, vous sélectionnez un outil et une brève ligne d'information apparaît en bas de l'écran. Ces icônes sont les suivantes:

déplacer un objet pivoter une objet
redimensionner un objet créer un cube
créer une sphère créer un cylindre
créer un maillage spline créer un polygone
insérer un appareil photo insérer un éclairage
créer une courbe interpolée créer une courbe approximative
déplacer une vue pivoter une vue

L'écran affiche quatre vues du modèle 3D: Devant, Gauche, Dessus et Camera 1. Pour chacune des vues, l'utilisateur peut définir un appareil photo (Caméra) ou point de vue standard (devant, gauche, dessus, ect), un mode Perspective ou visualisation parallèle, et un facteur de zoom (100 par défaut). Ces points de vue peuvent être modifiés à l'aide des deux outils appropriés, Déplacer un Objet et Pivoter un Objet. Vous changerez souvent l'échelle et la position de ces vues, mais pas le point de vue. Les vues standard sont tout à fait suffisantes pour la plupart des sessions de modélisation. Seule, la vue inférieure droite, Camera 1, sera souvent modifiée car elle est très utile pour vérifier le modèle. A droite (vide actuellement) se trouve un espace affichant la Liste des Objets (formes) de votre modèle. A partir de cette liste, vous pouvez sélectionner ou dé-sélectionner les objets en cliquant sur leur nom. De même, double-cliquer dessus fera apparaître la boîte de dialogue d'édition de l'objet.

Avant de commencer, vous devez savoir ce que l'on entend par Coordonnées. La position et les dimensions des objets sont déterminées par un système de coordonnées selon trois axes nommés X, Y et Z. L'axe des X est considéré comme pointant vers la droite, c'est-à-dire que plus la coordonnée X d'un point est élevée, plus elle se situe vers la droite du modèle. De même, l'axe des Y pointe vers le haut et celui des Z en dehors de l'écran, vers vous (en jargon, on appelle ceci un système de coordonnées à droite).

Mise en route

Il est souvent conseillé de débuter une session de modélisation 3D en créant d'abord une esquisse de votre modèle sur un papier quadrillé, pour avoir une idée de ses dimensions et de sa forme. Si vous ne le faites pas, placez au moins une grille dans la programme de modélisation: Ce qui vous permettra de dessiner des objets facilement selon une position et des dimensions précises et de les aligner de façon orthogonale. Vous pouvez changer les paramètres de la grille à tout moment, pour satisfaire vos besoins, en grille plus fine ou plus grossière. Maintenant, vous pouvez commencer à dessiner. Dessinez d'abord un Cube pour le haut et le bas de l'image sablier: Notez que vous pouvez dessiner un objet dans la vue de Devant, de Gauche ou de Dessus. Comme vous ne pouvez dessiner que deux dimensions à la fois, vous aurez à définir par la suite une troisième dimension. Vous pouvez utiliser les outils Déplacer et Redimensionner pour changer la position et les dimensions du cube. Mais si vous avez une idée précise des dimensions souhaitées, la boîte de dialogue Disposition de l'Objet est plus rapide.

Le premier Cube sera le bas ou base du modèle. Le haut du modèle sera exactement identique, et vous pouvez donc le créer par la copie du précédent.

Nous avons maintenant deux cubes, symétriques par rapport à l'origine des axes. Notez que les deux cubes sont toujours nommés Cube1. Vous pouvez changer le nom des objets en choisissant l'option de menu Objet->Renommer l'Objet. Les noms appropriés pourraient être 'Haut' et 'Bas'. Il devient alors simple de les sélectionner à partir de la liste des objets.

En utilisant les techniques ci-dessus, vous pouvez aussi créer les quatre piliers entre les plaquettes du haut et du bas. Utilisez l'outil 'créer un cylindre' pour créer un cylindre selon les proportions suivantes: et créez trois autres cylindres pour les autres piliers du modèle sablier.

Conseils:

Nous avons désormais un cadre pour le sablier. Maintenant, utilisez l'outil 'déplacer une vue' et l'outil 'pivoter une vue' pour modifier la vue Camera 1 ou vue en Perspective. Vous pouvez alors voir le modèle à partir de l'un des angles de vue de votre choix. Le résultat devrait avoir cet aspect:

Un objet complexe

La forme la plus complexe de cette scène est le Réservoir de Verre. Il sera créé à l'aide de l'outil Tour. Un tour est un objet créé en faisant tourner une courbe spline, qui détermine le contour de la forme, autour d'un axe. Pour créer la courbe contour, nous utiliserons l'outil 'créer une courbe approximative'. Pour éviter un travail de précision pénible à la souris, créez d'abord une Grille plus fine: Espacement 0.2 avec 2 subdivisions. Sélectionnez ensuite le menu Scène->Maximiser la Vue. Vous pouvez alors régler le facteur de zoom sur 200 pourcent. Créez ensuite la courbe spline en ajoutant les points 1 à 9 comme illustré dans l'image ci-dessous (dans cet ordre). Double-cliquez sur le point 9 pour terminer la courbe spline. Vérifiez que le premier et le dernier point soient placés convenablement sur l'axe des Y et tangents aux cubes supérieurs et inférieurs créés précédemment.

La courbe approximative n'est pas très intuitive, mais vous permet de déterminer la direction de la courbe de façon plus précise que ne le ferait une courbe interpolée. La direction de la courbe au début et à la fin est déterminée par le seul point adjacent. La courbe est verticale au point 5 car les points 4 et 6 sont tous deux placés verticalement à partir de ce point. En général, la courbe à tout point est déterminée par le point qui le précède et les deux points de définition suivants (la courbe est un spline quadratique, ou spline de troisième ordre). Comme axe central du Réservoir de Verre, nous utiliserons la ligne passant par les deux points du début et de la fin de la courbe. Dans notre tracé, il s'agit de l'axe des Y, mais en utilisant la première ligne, il en résulte un objet compact. Pour créer le Tour, sélectionnez d'abord la courbe et choisissez le menu Outils->Tour. Dans la boîte de dialogue Tour, choisissez la Line though endpoints comme axe du tour (illustration ci-dessous).

La forme du Tour est centrée automatiquement sur 0,0,0. C'est exactement là où nous voulons qu'il soit placé, donc ne touchons à rien (bien entendu, il ne s'agit pas d'une coïncidence, c'est de cette façon que nous l'avons défini!). La courbe spline que nous avons créé en premier est désormais redondante. Vous pouvez l'effacer, mais ça n'est pas nécessaire car elle n'apparaîtra pas lors de la conversion finale. Pour supprimer un objet, sélectionnez-le (à partir de la liste des objets) et appuyez sur la touche Suppr du clavier. Vous pouvez aussi utiliser l'option de menu Édition->Effacer.

Présentation de la scène

Maintenant, nous avons terminé la modélisation de toutes les formes. Nous voudrions essayer de convertir la scène avec les formes et éclairages appropriés. Avant la conversion, nous allons déterminer la présentation des éléments clés de la scène, l'appareil photo (Camera) et l'éclairage.

Tout d'abord, déterminons la position et l'orientation de l'appareil photo. Ce qui se fait facilement avec la vue appareil photo 1 en bas à droite. Déplacez et faites pivoter la vue à l'aide des outils Déplacer une vue et Pivoter une vue. Maintenez enfoncée la touche CTRL lors du déplacement de la souris sur le vue pour effectuer un zoom avant et arrière. Et vous pouvez retourner la vue en maintenant la touche CTRL enfoncée et en utilisant l'outil Pivoter une vue. Vous pouvez aussi positionner l'appareil photo à l'aide des outils déplacer un objet et pivoter un objet ou via les options du menu Disposition de l'objet. L'appareil photo est un objet comme un autre. La position selon laquelle vous pouvez voir le haut et deux autres côtés de l'objet peut être une bonne position.

Ensuite, il nous faut éclairer la scène. Comme vous pouvez le voir, une source lumineuse est déjà présente dans la scène depuis le début de la session, Light 1. La source lumineuse doit être placée de telle sorte qu'elle éclaire le côté de l'objet que nous regardons. Light 1 n'est probablement pas positionnée correctement en fonction d'une position donnée de l'appareil photo. Comme la source est également éloignée, nous allons la supprimer et en créer une nouvelle. AoI prend en charge trois types de sources lumineuses: lumière ponctuelle, lumière directionnelle et lumière spot. Nous utiliserons la plus simple d'entre elles, la lumière ponctuelle. Suivez les étapes décrites ci-dessous pour éclairer correctement la scène:

Maintenant, passons à la conversion. Sélectionnez le menu Scène->Rendre la Scène. Ne vous ennuyez pas avec les réglages, cliquez simplement sur le bouton OK de la boîte de dialogue. Le résultat devrait s'approcher de l'illustration ci-dessous:

Plutôt rudimentaire, n'est-ce pas ? Tout paraît si monotone. On préférait du bois et du verre en ajoutant des textures.

Textures et matériaux

Bois

Créons une texture imitant le bois. Sélectionnez le menu Scène->Textures et cliquez sur le bouton Nouveau dans la boîte de dialogue Textures. Dans la fenêtre suivante, nommez la texture Bois et choisissez le type procédural 3D (voir ci-dessous).

Les textures procédurales 3D déterminent la couleur, la rugosité, la réflexion et autres propriétés de surface comme une fonction de coordonnées 3D. Pour toute position dans l'espace, la texture définit l'aspect de la surface de la forme, comme si on avait extrait la forme d'un bloc uniforme de ce 'matériau'. Cependant, pour les objets dont on peut voir l'intérieur, les objets transparents, nous utiliserons un matériau pour définir l'intérieur, et non pas une texture. Les textures ne définissent que l'aspect de la surface d'un objet.

Une fonction de mappage des coordonnées 3D aux valeurs des propriétés de la texture est créée en reliant graphiquement les composants fonctionnels. Six catégories de composants sont proposées:

Lorsque vous avez créé une nouvelle texture, une boîte de dialogue vous demandera de la définir. Elle affiche une zone vierge importante dans laquelle nous ajouterons les composants fonctionnels. A droite se trouvent des blocs portant des noms comme diffus, spéculaire, tansparent, etc. Ce sont les propriétés d'une texture qui seront reliées aux composants que nous ajoutons dans la zone vierge. Les composants suivants sont ajoutés à la procédure pour créer la texture Bois: L'aperçu a maintenant cet aspect:





La texture n'a pas vraiment un aspect très réaliste, mais nous allons y remédier maintenant. Pour créer des textures plus complexes, consultez la section concernant les textures du manuel de Art-of-Illusion.

Cette texture sera assignée aux plaquettes supérieure et inférieure, ainsi qu'aux piliers que nous avons créée précédemment. Sélectionnez toutes les formes auxquelles vous souhaitez assigner la texture Bois. Sélectionnez ensuite le menu Objet->Définir une Texture. Choisissez la texture Bois et cliquez sur O.K.

Sélectionnez ensuite les objets Haut et Bas seulement. Ouvrez à nouveau la boîte de dialogue de définition des textures. Cliquez sur le bouton Éditer la Cartographie. Dans cette fenêtre, vous pouvez calibrer, translater et faire pivoter la texture pour qu'elle corresponde à l'objet. Nous allons simplement faire pivoter la texture pour obtenir le résultat suivant:





Passons aux piliers. Sélectionnez-les et éditez à nouveau le mappage. Entrez les valeurs suivantes:



Voyons maintenant le résultat. L'image convertie aura cet aspect:



Verre

L'objet Réservoir de Verre doit posséder les propriétés de matériau Verre. C'est-à-dire qu'il doit être transparent à la lumière et également réfléchir la lumière à sa surface. La lumière qui passe à travers un objet en verre est réfractée et atténuée (ex.: diminution, changement de couleur). La réflexion et la transparence sont des propriétés de texture. La réfraction et l'atténuation sont des propriétés d'un matériau d'objet. Les matériaux ne peuvent être assignés qu'à des objets solides. Ce qui est logique car le niveau d'atténuation et la lumière après réfraction dépend de l'endroit où le rayon lumineux pénètre dans l'objet et de l'endroit où ce même rayon quitte l'objet. Heureusement, la forme Réservoir est un objet solide. Toutes les formes Tour avec un axe de rotation qui passe par les points du début et de la fin du profile de la courbe sont solides.

Nous allons d'abord créer la texture Verre, puis le matériau Verre.

Dans la boîte de dialogue Texture, créez une nouvelle texture uniforme nommée Verre. Cette texture rend la surface transparente, de sorte que l'intérieur du matériau sera visible, et détermine le niveau de réflexion spéculaire. L'illustration ci-dessous indique les réglages à utiliser pour la nouvelle texture. La transparence est contrôlée par les valeurs Couleur Transparente et Transparence. La portion rouge, vert et bleu de la couleur transparente détermine la quantité restante de chaque composant couleur lorsque la lumière traverse la surface. Il s'agit d'un filtre de couleurs. Le blanc, la couleur par défaut, signifie que la lumière de chacune des couleurs traverse la surface. Le noir signifie qu'aucune couleur ne traverse. La valeur de la transparence détermine la portion totale de lumière qui traverse. Une valeur à 0.7 signifie que 70 pourcent de la lumière traverse la surface. Elle signifie aussi que le composant transparent détermine la couleur de la surface à 70 pourcent. Les 30 pourcent restant de la couleur seront concernés à 100 pourcent par la réflexion, et la valeur Spécularité sera ainsi réglée sur 1.0. Le composant Couleur diffuse de la surface n'affecte pas l'ensemble la totalité de la couleur avec ces réglages. Nous allons utiliser les matériaux d'objets pour teinter le Verre.





Pour créer un nouveau matériau, sélectionnez le menu Scène->Matériaux et cliquez sur le bouton Nouveau. Le nouveau matériau peut aussi être nommé Verre. Ce sera un matériau uniforme. Vous pouvez voir les paramètres dans l'illustration ci-dessous. La couleur du matériau est affectée par deux paramètres: la Couleur émise et la Couleur de transparence. Ces deux paramètres atténuent la couleur de la lumière lorsqu'elle traverse le matériau. La couleur émise n'affecte que la lumière qui atteint directement l'appareil photo, c'est la couleur que l'objet semble posséder. La Couleur de Transparence affecte toute la lumière qui traverse l'objet, ainsi que la couleur de l'ombre diffusée par l'objet. Le premier paramètre de couleur est facile à utiliser car il spécifie la couleur de l'objet lui-même. Mais la couleur transparente précise la fraction de rouge, vert et bleu qui traverse l'objet. Le reste de la lumière est réfléchie et détermines la couleur des objets. L'importance de l'atténuation de la lumière est définie par la valeur Densité. Une valeur à zéro ne produit aucune atténuation. Pour ce matériau Verre, nous spécifierons une simple couleur de matériau, le vert, qui n'apparaît que dans les objets très massifs.

La conversion finale

Le Verre que nous avons créé ne peut pas être converti par le Convertisseur Raster. Ouvrez la boîte de dialogue de conversion (Scène->Rendre la Scène) et choisissez le convertisseur Raytracer. Le Raytracer distribue les 'rayons lumineux' à partir de l'appareil photo jusqu'à l'endroit où ils croisent les objets. A ce point de l'objet, les rayons sont diffusés vers la source lumineuse pour calculer la luminosité et définir les ombres. A partir des objets à composant de réflexion spéculaire ou de transparence, de nouveaux rayons sont émis pour rencontrer les objets vus par réflexion ou à travers un matériau transparent. L'arrière plan noir par défaut

produit un matériau Verre bizarre. Pour améliorer l'apparence du verre, il nous faut définir un arrière plan clair. Suite à un bogue de la version 0.8, un arrière plan uni produit une conversion incorrecte; nous allons donc utiliser une texture pour l'arrière plan. Sélectionnez le menu Scène->Environnement. Dans cette boîte de dialogue, choisissez texture-diffuse comme arrière plan. Vous pouvez créer une nouvelle texture de couleur différente ou peut-être une image procédurale (les nuages constituent un excellent exercice) mais nous utiliserons la texture par défaut pour l'instant. Enfin, pour améliorer la qualité de l'image, activez l'option anticrénelage dans la boîte de dialogue de conversion. Et si votre source lumineuse (non directionnelle) est proche de l'objet, activer ombres douces produira une image plus réaliste. Les deux options permettent au convertisseur Raytracer de diffuser plusieurs rayons par pixel. Il en résultera un image plus fluide. Le nombre maximum et minimum de rayons par pixel aux valeurs les plus élevées produira une image de meilleure qualité et une vitesse de conversion plus lente. Pour une image 'rapide', n'utilisez pas ces options. Vous pouvez obtenir une bonne qualité en réglant les minimum et le maximum respectivement sur 4 et 16 rayons. Davantage de rayons nécessiteront des zones d'ombres plus importantes.

Voici ces réglages et le résultat de la conversion:



Place à l'imagination!

Nous arrivons à la fin de ce didacticiel, mais Art of Illusion est capable d'en faire beaucoup plus. Avec d'autres didacticiels et manuels, vous pourrez en apprendre davantage. La plupart des super fonctions sont suffisamment intuitive, et vous pouvez les essayer tout simplement pour voir leurs effets.

Utilisez les bases de ce didacticiel pour commencer à vous lancer dans la modélisation dans le monde de votre imagination. Progressivement, à mesure que vous apprendrez à dominer toutes les fonctions du programme, vous ferez de mieux en mieux... et deviendrez de plus en plus accro. Bonne chance.