3D temps réel -Qu'est ce que c'est - Le Graphiste 3D

La tendance du moment

Les applications 3D temps réel sont tendance et aujourd’hui considérées comme un média innovant (ce qui est probablement moins le cas pour les illustrations et animations 3D). Pourquoi ? D’une part, la 3D temps réel tend à devenir de plus en plus réaliste. Il suffit de regarder les jeux vidéo actuels comparés à ceux d’il y a 20 ans. D’autre part, les outils permettant de créer des applications 3D temps réel ce sont démocratisés et simplifiés. Le Graphiste 3D utilise notamment le logiciel Unity qui permet de réaliser une application 3D temps réel rapidement pour de très nombreux supports (smartphone et tablette, pc et mac, web, console de jeux).

Cela étant dit, les applications 3D temps réel ne répondent pas à n’importe quel besoin ou objectif. Les illustrations et animations 3D précalculées « classiques » ne sont donc pas obsolètes. Nous vous invitons à lire notre article 3D temps réel VS 3D précalculée pour bien comprendre les différences entre ces deux méthodes de rendu.

Les applications 3D temps réel se sont démocratisées peu après l’arrivée en masse des tablettes et smartphones entre 2010 et 2015. Elles se sont développées et améliorées. Et pourtant, il y a encore aujourd’hui des contraintes et des limitations liées aux différents supports utilisés.

3D temps réel - 3D précalculée - Le Graphiste 3D
Réalisations - Applications - Le Graphiste 3D

De nouveaux besoins professionnels

Au départ, la 3D temps réel était principalement utilisée dans le domaine du jeu vidéo mais, avec le temps, les professionnels y ont vu un média intéressant pour attirer leurs clients. Avec l’émergence des supports interactifs (tablettes, smartphones), nous avons commencé à réaliser de nouveaux projets :
– des configurateurs pour promouvoir ou vendre,
– des outils de formation pour former ou expliquer,
– des serious-games pour attirer ou buzzer,
– des visites virtuelles pour présenter.

La 3D temps réel, c’est quoi ?

La 3D temps réel permet la visualisation des objets en 3D de manière instantanée, contrairement aux images 3D précalculées (utilisées pour les illustrations et animations 3D). Ce calcul en temps réel a de nombreux avantages mais aussi quelques limites. En effet, lorsque nous calculons une image de synthèse en 3D précalculée, le moteur de rendu (qui s’occupe de générer l’image) calcule de nombreux aspects physiques de la réalité : les rayons de lumière, les ombres, les réflexions, les réfractions, etc… Pour certains visuels très complexes, le temps de rendu pour une image peut prendre des heures. En 3D temps réel, le temps de rendu doit être immédiat : les méthodes de calculs pour générer les reflets, les ombres, les lumières sont donc plus simples et nous obtenons un résultat moins réaliste.

Application 3D temps réel - interface UI world canvas - Le Graphiste 3D
Application 3D temps réel - tourne-disque bleu sur fond jaune - Le Graphiste 3D

Les infographistes 3D et les développeurs 3D temps réel utilisent de nombreuses astuces pour optimiser et réduire au maximum ce temps de calcul instantané.

Voici quelques-unes de ces optimisations :
– simplification et réduction du nombre de polygones des objets 3D,
– baking de textures pour appliquer des ombres et des effets de lumière sur les textures au lieu de les calculer en temps réel,
– simulation des réflexions grâce à une image d’environnement,
– optimisation des scripts développés et des paramètres de rendu 3D temps réel.

En conclusion, il est nécessaire de réaliser de nombreuses optimisations pour obtenir une application 3D temps réel fluide et réaliste.

Une qualité en fonction du support

Plus le support de votre application est performant, plus nombreuse seront les ressources pour le calcul en 3D temps réel. Voici une liste non exhaustive de supports (de la qualité la plus basse à la qualité la plus haute) :

I. Applications 3D temps réel sur le web (webgl)

Ces applications dépendent des performances de l’ordinateur, mais aussi du navigateur internet utilisé. Les applications 3D temps réel utilisant la technologie Webgl fonctionnent correctement sur les navigateurs récents. Or, certains internautes ou certaines entreprises utilisent encore d’anciens navigateurs. Il est donc très important de vous assurer que vos utilisateurs sont à jour avant d’opter pour ce genre d’application. Le lien suivant vous donnera la liste des navigateurs compatibles : https://caniuse.com/#feat=webgl.

Attention, le webgl fonctionne désormais sur mobile mais il est très limité à cause des performances des smartphones, mais aussi de certaines restrictions mises en place par certains constructeurs. Il est par exemple impossible d’utiliser une application webgl de plus de 20 Mo sur iOS sans risque de crash. De plus, d’après l’éditeur de notre moteur de jeu Unity, une application webgl peut fonctionner sur mobile, mais sans aucune garantie. Il existe d’autres méthodes pour réaliser des applications webgl plus stables sur mobile, en passant notamment par des librairies javascript telles que Three.js ou Babylon.js.

À l’heure actuelle, Le Graphiste 3D réalise des applications 3D sur smartphone ou tablette avec le logiciel Unity téléchargeables depuis les stores ou depuis un serveur web. Nous ne réalisons pas d’application avec une librairie javascript car cette technologie, bien différente du développement sous Unity, impose des coûts de développement conséquent pour passer d’une version à une autre. Enfin, une application Unity aura accès à beaucoup plus de ressources qu’une application javascript qui passe par un navigateur. De ce fait, nous pouvons aller plus loin en terme de qualité et de réalisme avec une application Unity.

Applications 3D temps réel - Unity webgl - Le Graphiste 3D
Applications 3D temps réel - Android iOS Windows - Le Graphiste 3D

II. Applications 3D temps réel natives sur smartphones et tablettes

A la différence des applications Webgl décrites ci-dessus, les applications pour les tablettes ou les smartphones sont disponibles dans les stores ou téléchargeables depuis des serveurs web. Nous ne dépendons pas d’un navigateur mais uniquement des performances de ces appareils. Compte tenu de la diversité des performances des smartphones et des tablettes Android, il est beaucoup plus simple de démarrer par une application iPad dont les performances sont clairement définies (dans le cas où vous souhaitez à la fois une application iPad et Android).

Avant de réaliser ce type d’application, nous définissons l’appareil le moins puissant sur lequel elle pourra fonctionner. Aujourd’hui, nous préconisons notre minimum en nous basant sur les performances d’un iPad Air 2 et d’un iPhone 6. Nous pouvons opter pour des appareils encore moins performants, mais nous sommes alors contraints de dégrader la qualité générale : l’utilisateur ayant un matériel plus récent ne pourra pas profiter d’une qualité optimale. Il faut donc trouver le bon compromis en se basant, éventuellement, sur vos statistiques utilisateurs.

Il est possible de réaliser une application pour des smartphones ou tablettes avec un OS Windows ou Blackberry. Nous vous conseillons toutefois de vérifier le nombre d’utilisateurs possédant ces appareils avant de réaliser l’application.

Aujourd’hui, les applications sur smartphones et tablettes ont un niveau de réalisme convainquant,mais les limitations sont tout de même plus importantes que sur un ordinateur haut de gamme. De plus, elles sont plus intéressantes pour de nombreux professionnels car elles sont tactiles, plus faciles et rapides à prendre en main, et disponibles partout même en déplacement.

III. Les applications virtuelles (casques VR)

Les applications virtuelles en 3D temps réel sont des applications PC auxquelles nous appliquons une caméra spéciale permettant une visualisation dans un casque VR. Ces applications sont dépendantes des performances de l’ordinateur sur lequel elles seront utilisées, mais aussi des performances du casque VR utilisé. La réalité virtuelle demande de nombreuses ressources à l’ordinateur, c’est pourquoi il est préférable d’avoir un PC haut de gamme ou un PC de gamer pour utiliser une application VR.

Les casques VR sont la nouvelle tendance de ces dernières années.  Ils évoluent à grande vitesse. Néanmoins, la qualité actuelle de la visualisation n’est pas à la hauteur d’un écran HD ou 4K. L’image peut être floue ou pixelisée. Nous vous conseillons de tester différents casques VR pour choisir le bon. Une application 3D temps réel est dépendante du casque choisi. Il est donc très important de définir ce dispositif avant le développement d’une application.

Application VR - Loft - Le Graphiste 3D
Applications 3D temps réel - PC et MAC - Le Graphiste 3D

IV. Applications PC et MAC

Les applications 3D temps réel sur PC et MAC dépendent des performances de l’ordinateur. Nous définissons les caractéristiques techniques minimum d’un ordinateur sur lequel notre application sera utilisée. Nos applications sont le plus souvent utilisées au sein des entreprises. Dans ce cas, nous demandons à nos clients les caractéristiques minimums de leur parc informatique. Pour une utilisation grand public, nous préconisons un minimum basé sur les performances moyennes actuelles des ordinateurs (mémoire : 4Go DDR3, processeur : i5, carte graphique : GeForce).

Nos applications dépendent également du système d’exploitation. En règle générale, il n’y a pas de problème de compatibilité avec les différentes versions de Windows ou MacOS. Cependant, certaines mises à jour ou certains logiciels/plugins peuvent empêcher le bon fonctionnement de nos applications. Il est donc conseillé de mettre à jour les ordinateurs sur lesquels nous utilisons nos applications.

La carte graphique joue également un rôle important. Des problèmes de visualisation relatifs à certaines cartes graphiques ont déjà été reportés, notamment sur des ordinateurs portables avec cartes graphiques intégrées. Parfois, ces problèmes techniques liés à l’ordinateur ne peuvent pas être résolus par notre équipe.

En conclusion, les applications 3D temps réel sur PC et Mac sont plus qualitatives en terme de réalisme et de fluidité sur un ordinateur haut de gamme.

Quelques conseils :

  • opter pour la 3D temps réel ou la 3D précalculée en fonction des besoins,

  • choisir le support adéquat en fonction des attentes et du réalisme souhaité,

  • avoir conscience des contraintes liées à chaque support,

  • définir les performances du matériel utilisé par les utilisateurs,

  • opter pour le format Webgl uniquement si les utilisateurs naviguent sur Internet avec un ordinateur classique ou portable (pas depuis leur mobile) : cette information est disponible dans les outils de statistiques liées à l’utilisation du site (ex : Google Analytics),

  • une application webgl ne fonctionnera pas forcément sur mobile : la réalisation d’un portage vers une application native iPad ou Android pour smartphone et tablette est conseillée,

  • vérifier les appareils dont disposent les utilisateurs pour choisir le meilleur support,

  • l’utilisation d’ordinateurs haut de gamme est conseillée pour les applications PC, Mac et virtuelles,

  • une application ne ciblera pas 100% des utilisateurs à cause des contraintes liées au support (contrairement à une illustration ou une animation).

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