Change Your Understanding of Normals In Eight Minutes

Summary

Dans cette vidéo, l'auteur explique les normales en 3D de manière simple et accessible pour les artistes. Il aborde leur rôle crucial dans les graphismes 3D, la manière dont elles influencent l'éclairage et l'ombrage, et comment manipuler les normales pour améliorer les rendus. À travers l'exemple de Blender, il démontre les concepts de base, y compris les normales positives et négatives, le lissage de Phong et l'utilisation de cartes de normales pour ajouter des détails à des géométries simples. Ce tutoriel est une excellente introduction aux normales et à leur impact sur la modélisation 3D.

Takeaways

• 😀 Les normales sont des vecteurs qui indiquent la direction d'une face dans l'espace 3D et influencent l'éclairage et l'ombrage des modèles.
• 😀 Les normales positives pointent vers l'extérieur (souvent en bleu) et les normales négatives pointent vers l'intérieur (souvent en rouge).
• 😀 Il est crucial que les normales positives soient visibles pour la caméra afin d'éviter des problèmes d'ombrage.
• 😀 Les normales influencent la manière dont la lumière est calculée sur les surfaces d'un modèle 3D, ce qui peut causer des effets visuels incorrects si mal orientées.
• 😀 Le mode de superposition dans Blender permet de visualiser la direction des normales et d'identifier facilement les problèmes de normales inversées.
• 😀 Le lissage de Phong permet d’adoucir l’ombrage d’un modèle, mais peut poser des problèmes lorsque les angles entre les faces sont trop aigus.
• 😀 Pour éviter les ombrages incorrects sur des objets complexes, on peut utiliser la fonctionnalité ‘Auto Smooth’ pour appliquer le lissage de Phong uniquement lorsque les angles sont inférieurs à un seuil (par défaut 35° dans Blender).
• 😀 Les cartes de normales permettent de simuler des détails fins sur un modèle 3D sans augmenter la géométrie, rendant le modèle plus détaillé sans ajouter de polygones supplémentaires.
• 😀 Les cartes de normales sont des images colorées qui modifient la direction des normales à chaque pixel, ce qui crée l'illusion de géométrie supplémentaire.
• 😀 Il existe deux formats de cartes de normales principaux : OpenGL (utilisé par Blender) et DirectX. Ils diffèrent par l’orientation d’un canal de couleur, mais cela peut être corrigé facilement.
• 😀 Les cartes de normales sont particulièrement utiles pour ajouter des détails à des modèles à faible poly, permettant de simuler un modèle à haute résolution sans compromettre les performances ou la complexité.

Q & A

Qu'est-ce qu'une normale en 3D ?

Une normale est un vecteur indiquant la direction dans laquelle une face pointe dans l'espace 3D. Elle joue un rôle essentiel dans le calcul de l'éclairage et de l'ombrage d'un objet.

Pourquoi les normales inversées posent-elles un problème en 3D ?

Les normales inversées, où la face négative est dirigée vers la caméra, provoquent des problèmes d'éclairage et d'ombrage, car le moteur de rendu calcule l'éclairage comme si l'objet était à l'envers, ce qui donne des résultats inattendus.

Qu'est-ce que le Phong shading et comment fonctionne-t-il ?

Le Phong shading est une technique de lissage de l'ombrage où la direction des normales est interpolée entre les pixels d'une face. Cela permet de créer l'illusion de surfaces lisses sans ajouter de géométrie supplémentaire à l'objet.

Comment fonctionne le lissage des normales dans Blender ?

Dans Blender, le lissage des normales se fait à l'aide de l'option 'Auto Smooth', qui limite l'application du lissage aux faces dont l'angle par rapport à leurs voisines est inférieur à un seuil spécifié (par défaut 35 degrés).

Qu'est-ce qu'une carte de normales et comment est-elle utilisée ?

Une carte de normales est une image qui manipule la direction des normales sur la surface d'un modèle 3D. Elle permet d'ajouter des détails de surface (comme des bosses) à un modèle à faible résolution, en simulant l'effet de la géométrie supplémentaire sans augmenter la complexité du maillage.

Pourquoi les cartes de normales sont-elles utiles pour les modèles low-poly ?

Les cartes de normales permettent d'ajouter des détails complexes à des modèles low-poly sans alourdir le modèle, ce qui améliore les performances tout en donnant l'apparence d'une géométrie plus détaillée.

Quels sont les formats de carte de normales et quelle est la différence entre eux ?

Il existe deux formats de carte de normales principaux : OpenGL et DirectX. La différence réside dans l'orientation de la couleur du canal vert, qui est inversée entre les deux formats, ce qui peut entraîner un affichage incorrect des détails dans un moteur qui utilise l'autre format.

Quelles sont les limitations du Phong shading ?

Le Phong shading fonctionne bien lorsque les normales des faces d'un objet sont proches les unes des autres, mais il peut créer des ombres indésirables, comme celles visibles sur un cylindre, lorsque des changements d'angle importants entre les faces se produisent.

Que se passe-t-il lorsque l'angle entre les faces d'un objet dépasse le seuil de lissage dans Blender ?

Lorsque l'angle entre les faces dépasse le seuil de lissage (35 degrés par défaut), l'algorithme de lissage est ignoré et une arête nette apparaît entre les faces concernées, comme c'est le cas sur les bords d'un cylindre.

Quelles autres fonctionnalités Blender propose-t-il pour améliorer l'ombrage ?

Blender propose le modificateur 'Weighted Normal', qui permet de contrôler plus précisément le lissage des normales en fonction de critères définis par l'utilisateur, offrant ainsi une solution pour des objets complexes avec des transitions de normales plus agressives.