Initiation à la modélisation sous Blender

Ce TP a pour but de vous familiariser avec la notion de maillage, et plus généralement avec les objets couramment utilisés en informatique graphique. Vous serez amenés à modéliser un objet dans le logiciel Blender.

Lancement du logiciel

Au lancement du logiciel, vous verrez apparaître une fenêtre avec beaucoup de choses partout, et au milieu une vue 3D contenant un cube, une caméra et une lampe.

Parachute

Blender utilise des raccourcis classiques pour la sauvegarde [Ctrl+S] ou l'annulation [Ctrl+Z]. N'hésitez pas à les utiliser. Si vous quittez le logiciel sans le vouloir, tout n'est pas perdu. Allez jeter un coup d'œil dans le répertoire /tmp, Blender sauvegarde l'état du logiciel à la sortie dans le fichier quit.blend. Si vous voulez revenir à la scène initiale, utilisez [Ctrl+N].

Manu / recherche

Pour vous aider un peu à vous y retrouver, sachez que vous pouvez faire apparaître un menu vous permettant d'accéder à la plupart des fonctionnalités en utilisant la touche [espace]. En tapant ce que vous cherchez à faire, il y a des chances que vous puissiez le faire depuis le menu, et retrouver le raccourci clavier indiqué à droite de l'entrée.

Blender s'utilise principalement via les raccourcis clavier. Même si l'interface a évolué petit à petit pour permettre l'accès à la plupart des fonctionnalités via des boutons, il est beaucoup plus efficace de se familiariser avec les raccourcis.

Souris

Bouton central : point de vue

Pour contrôler votre point de vue et examiner votre objet sous tous les angles, vous pouvez utiliser le bouton central de la souris. En cliquant dessus, vous pouvez changer de point de vue. En le faisant rouler, vous pouvez zoomer, dézoomer. Vous pouvez également appuyer sur [Maj] ou [Ctrl] en même temps pour modifier le comportement.

Bouton droit : sélection

Contrairement à de nombreux logiciels, la sélection d'objets se fait via le bouton droit de la souris. Vous pouvez sélectionner le cube central, la caméra ou la lampe en utilisant ce bouton. Pour sélectionner / relâcher plusieurs objets vous pouvez utiliser le touche [Maj].

Bouton gauche : interface et curseur 3D

Le bouton gauche de la souris est utilisé pour cliquer sur les boutons de l'interface, et placer le curseur 3D. Ce curseur détermine par exemple la position des nouveaux objets créés.

Manipulations de base

Pour utiliser Blender, il vous sera important de constituer votre propre répertoire de raccourcis clavier : ils seront spécifiques à votre utilisation de Blender. Les raccourcis présentés ici sont ceux qui me semblent les plus utiles. Vous pouvez les essayer en sélectionnant le cube, la caméra ou la lampe présenté dans la scène initiale.

Pour avoir un aperçu des raccourcis considérés essentiels par de nombreux utilisateurs, faites une recherche en utilisant les mots clé Blender cheat sheet

[G] (grab) déplacement de l'objet sélectionné

Pour déplacer l'élément sélectionné, utilisez la touche [G]. Pendant le déplacement, cliquez sur le bouton gauche de la souris pour terminer l'action, ou le bouton droit pour l'annuler. Par défaut, le parcours est réalisé dans un plan parallèle au point de vue. Pour restreindre le déplacement à un axe, vous pouvez en plus presser la touche correspondant à l'axe ([X], [Y], [Z]). Pour restreindre le déplacement au plan perpendiculaire à l'axe, utilisez [Maj] en plus.

[R] (rotate) rotation de l'objet sélectionné

Pour pivoter l'élément sélectionné, utilisez la touche [R]. Pendant la rotation, cliquez sur le bouton gauche de la souris pour terminer l'action, ou le bouton droit pour l'annuler. Par défaut, la rotation est réalisée autour d'un axe passant par le point de vue et le centre de l'objet. De même que pour le déplacement, vous pouvez utiliser en plus les touches ([X], [Y], [Z]) pour restreindre la rotation à un axe.

[S] (scale) redimensionnement de l'objet sélectionné

La touche [S] permet de redimensionner un objet. Par défaut le redimensionnement est uniforme, et centré sur le centre de l'objet. Comme pour le déplacement, vous pouvez utiliser [X], [Y] et [Z] pour restreindre l'action sur un axe, et ajouter [Maj] pour la restreindre au plan perpendiculaire à l'axe.

[X], [Suppr] supprimer un objet

Vous pouvez enfin supprimer un objet via les touches [X] et [Suppr]. Une confirmation vous sera demandée sous la souris.

[Maj+A] ajouter un objet

Blender vous propose une bibliothèque d'objets de base de différents types à ajouter via la combinaison [Maj+A]. La catégorie qui nous intéressera principalement pour ce TP est la catégorie « Mesh ».

[Maj+D] dupliquer un objet

Pour recopier un objet, utilisez [Maj+D]. Les deux copies sont indépendantes. Si vous en modifiez une, l'autre restera intacte. Si vous souhaitez faire des clones liés l'un à l'autre, utilisez plutôt [Alt+D].

[A] (all) sélectionner tout, ou tout désélectionner

Pour sélectionner tous les objets sélectionnables, utilisez [A]. Lorsque des objets sont déjà sélectionnés, [A] les désélectionne tous.

Édition

Jusqu'à présent vous interagissiez avec les objets. Vous pouviez les placer les uns par rapport aux autres dans la scène. Nous allons désormais passer à l'édition des objets.

[Tab] Passage du mode objet au mode édition

L'objectif de ce TP étant plus particulièrement la modélisation, vous serez principalement amenés à modifier des objets. Par défaut, le logiciel est ouvert en mode « objet » : vous pouvez sélectionner des objets, les déplacer ou les tourner tout entiers. Vous ne pouvez pas cependant éditer un objet en particulier, changer sa forme, etc. L'édition se fait en mode « édition ». Le passage d'un mode à l'autre se fait via la touche [Tab]. Le passage en mode édition ne se fera que si l'objet est éditable : le cube initial est éditable, mais la lampe et la caméra ne le sont pas, ils peuvent juste être déplacés, dupliqués ou supprimés.

Une fois en mode édition, les raccourcis précédents pour sélectionner, déplacer ou supprimer les objets continuent à s'appliquer pour l'élément sélectionné. Pour la suite, je vous propose de sélectionner le cube, et passer en mode édition.

Type de sélection

Le cube est un maillage, constitué de sommets, d'arêtes et de faces. Vous pouvez choisir de sélectionner chacun de ces éléments pour les manipuler. Pour déterminer le type d'élément que vous voulez sélectionner, vous pouvez utiliser [Ctrl+Tab] ou les boutons en bas de la vue 3D :

Lorsque vous utilisez ensuite le bouton droit pour sélectionner, vous pouvez cliquer sur le type d'élément sélectionner. Vous pouvez aussi sélectionner des zones en utilisant la touche [B] et le bouton gauche de la souris (le bouton du milieu désélectionne). Si vous voulez voir à travers l'objet pour sélectionner sur toute l'épaisseur, utilisez la touche [Z] pour alterner la vue file de fer.

[E] extrusion

L'extrusion est une opération très classique en modélisation. Elle permet de créer des tubes en tirant sur une portion du maillage. Sélectionnez une ou plusieurs faces, et appuyez sur [E]. Déplacez ensuite la souris pour choisir la longueur du tube.

[F] création de faces

La touche [F] permet d'ajouter des faces ou des arêtes au maillage. Sélectionnez deux sommets et appuyez sur [F], ils sont désormais reliés par une arête. Trois sommets ou plus seront reliés par une face. Deux arêtes ou plus formeront également une face.

[W] subdivision / fusion

La touche [W] fait apparaître un menu qui permet de faire de nombreuses opérations utiles. En particulier la subdivision qui coupe toutes les arêtes en deux, et les faces pour correspondre, ou la fusion de portions de maillages (merge) qui contracte toute la sélection en un sommet.

[Ctrl+R] ajout de boucles

La combinaison [Ctrl+R] est très utilisée pour ajouter des boucles d'arêtes, lorsque vous vous rendez compte que vous n'avez pas assez détaillé une portion du maillage. Après avoir appuyé, choisissez l'endroit où la boucle sera ajoutée en déplaçant la souris sur le maillage, cliquez pour lancer la création de la boucle, déplacer la souris pour choisir précisément la position de la boucle, et cliquez à nouveau pour la fixer.

Champignon

Comme premier objet, nous vous proposons de modéliser un champignon. Commencez par supprimer le cube [X], et ajouter un cylindre à la place [Maj+A].

Passez ensuite en mode sélection de face [Ctrl+Tab], et sélectionnez la face du haut.

En utilisant l'extrusion [E], commencez à allonger le pied. Utilisez la rotation [R] ainsi que le déplacement [G] pour ajuster la position voulue.

Continuez à allonger le pied avec l'extrusion [E], la rotation [R] et le déplacement [G] pour lui donner la forme voulue.

Toujours en utilisant les mêmes outils, et en ajoutant le redimensionnement [S], commencez à élargir le pied pour ajouter le chapeau.

Continuez à extruder [E] et ajuster la taille [S] et la position [G][R]en redescendant pour former la base du chapeau. Notez qu'à ce moment, la face extrudée coupe le pied, mais ce n'est pas grave, elle remontera par la suite.

Lorsque le bas du chapeau vous convient, poursuivez l'extrusion [E] vers le haut pour former le haut du chapeau.

Vous avez désormais un champignon presque complet. Il ne resque qu'à arrondir un peu la base du pied en utilisant une nouvelle extrusion [E] et une réduction [S].

Premier rendu

Le « rendu » est le fait de faire générer une image à l'ordinateur à partir de vos objets 3D. Blender intègre plusieurs moteurs de rendu, en particulier « Blender internal », le moteur historique des débuts du logiciel, et « cycles » le moteur moderne. Par défaut, Blender est reglè sur le moteur historique. Le rendu se lance à l'aide de la touche [F12]. l'image sera générée, et remplacera votre vue 3D. Pour retrouver votre vue 3D, il faut appuyer sur [Esc].

Vous aurez de la chance si vous voyez quelque chose sur ce premier rendu, car nous n'avons pas encore défini le point de vue qui indique la position de l'observateur. Vous l'avez peut-être aperçue dans un coin : nous allons placer la caméra.

La caméra se sélectionne et se déplace comme n'importe quel autre objet : Clic droit, [G], [R]. Cette méthode est fastidieuse. Le plus pratique pour vous consiste à naviguer dans la vue 3D pour avoir l'angle de vision souhaiter, puis à aligner la caméra sur la vue : appuyez sur espace, puis tapez « align », la fonctionnalité vous sera proposée. Vous vous retrouverez alors en vue caméra. Il suffit de déplacer le point de vue pour en sortir.

Un appui sur [F12] vous donnera un premier renduselon ce point de vue.

C'est moche et sombre : le rendu consiste à calculer la lumière parvenant à la caméra, et pour l'instant nous n'avons pas encore travaillé sur l'éclairage. Par défaut, vous disposez d'une lampe « ponctuelle » : un point lumineux quelque part dans la scène, un peu comme une ampoule.

Lorsque vous la sélectionnez, vous pouvez choisir le type de lampe dans les menus à droite. Lorsque vous utilisez le moteur de rendu cycles, n'importe quel objet peut en réalité émettre de la lumière, et le « ciel » émet également de la lumière. Pour utiliser cycles, le réglage se trouve en haut de la fenêtre.

Pour obtenir un ciel plus lumineux ou coloré, vous pouvez régler sa couleur dans les menus à droite.

Le rendu devient plus intéressant en ajoutant un sol sous le champignon pour créer une zone de pénombre.

Apparence

Dans l'image précédente, le champignon est devenu tout lisse, et a perdu son côté polygonal. Cet aspect a été obtenu via deux artifices : le premier consiste à « lisser les normales » de l'objet. En gros, même s'il est plat, on fait croire qu'il est courbé. Cet artifice change la façon qu'à l'objet de renvoyer la lumière, mais pas sa forme.

Si nous n'avons plus d'aplats de teintes laissant discerner les polygônes, le contour de l'objet reste taillé à la hache. Le second artifice est géométrique et algorithmique : il consiste à subdiviser automatiquement l'objet en lissant sa forme. Il s'agit de la technique des « surfaces de subdivision ». Blender vous permet de les utiliser sous forme d'un modificateur : vous continuez à travailler sur l'objet initial, mais lorsque vous le visualisez, il réalise la subdivision. L'activation se fait via le menu à droite.

Le gros travail consiste ensuite à définir le matériau de votre objet. Du point de vue professionnelles, il s'agit d'un métier totalement à part, de même que l'animation. Vous trouverez les matériaux à droite dans les menus. Ci dessous, un exemple du matériau prédéfini pour le verre.

Vous remarquerezque l'image n'est pas parfaite, et que du « bruit » apparaît, en particulier dans la zone ombragée. Ce bruit est inhérent à la méthode de rendu utilisée, et est dû au fait que la lumière éclairant cette zone a suivi des chemins compliqué. En effet le procédé de rendu est un procédé qui utilise l'aléatoire pour explorer des chemins au hasard. L'éclairage de la zone est calculé sur la base d'une moyenne de la lumière apportée par ces chemins. Pour améliorer la qualité du rendu et diminuer le bruit, il est possible d'augmenter le nombre de chemins considérés. Ce nombre d'échantillons est réglable dans le menu à droite.

Pour aller plus loin

Il y a bien entendu de nombreuses fonctionnalités supplémentaires à explorer pour avoir un panorama global du logiciel. Vous pouvez par exemple chercher des exemples de sculpture virtuelle, d'animation ou de simulation physique pour découvrir d'autres aspects.