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Par Fullpower
 
 
Test de T-Splines pour Rhino par Josh Mings
vendredi 08 octobre
 
Il déplace les surfaces comme si il modélisait l'univers. Josh Mings s'attaque au test d'un add-on pour Rhino qui offre aux designers et ingénieurs un contrôle inégalé sur leurs créations de formes libres.

Imaginez un instant que vous puissiez modélisez rapidement tous vos modèles solides dans la forme souhaitée comme par magie - sans être embêté par les courbes, les points de contrôle ou autres contraintes de limite. La seule pensée de ne plus avoir à manipuler une sous-fonction de géométrie pour améliorer des surfaces de haut niveau peut vous sembler étrange si vous êtes habitué à un système de modélisation à base de contraintes ou de commandes. Vous êtes cependant admiratif quand vous voyez que d'autres programmes 3D peuvent créer des personnages, des planètes et autres véhicules sans se soucier de conception paramétrique et d'aucun concept lié à la fabrication.

Soudain, alors que vous réfléchissez méthodiquement aux étapes nécessaires à l'obtention d'un parfait lissage de surface, une petite révolution dans la nature fractale de votre environnement de modélisation survient - Les solides peuvent être des surfaces, les surfaces peuvent être subdivisées, n'importe quelle arête, voire sommet, peut être formé sans avoir à tracer la moindre ligne. Comment cela se peut-il ? La réponse est simple : T-Splines peut le faire.

T-Splines, un simple plug-in disponible indifféremment pour Rhino ou Maya, comble le fossé séparant deux styles de modélisation. Les designers peuvent dorénavant facilement explorer des idées et concepts tout en maintenant le contrôle nécessaire pour le design de produits destinés à la fabrication.

Pour comprendre pourquoi T-Splines est si spécial, nous allons tout d'abord nous concentrer sur Rhino, découvrir où les différentes méthodes de modélisation se rejoignent, regarder de plus près la façon dont les commandes T-Splines peuvent être utilisées pour ensuite nous immerger dans les flux de production qui redéfinissent les limites du modelage traditionnel.

NURBS contre polygones

Une bataille invisible fait rage en modélisation 3D, celle qui sépare le mécanique de l'organique, définissant les flux de production méthodiques et comment les surfaces sont créées et visualisées. Il s'agit des calculs mathématiques sous tendant la représentation des courbes. NURBS contre polygones. Chacune de ces approches a ses forces, mais aussi ses faiblesses ; c'est là que T-Splines entre en jeu.

NURBS ou Non-Uniform Rational Base Splines, c'est la technique que la plupart des applications de modélisation 3D utilisent pour produire des formes libres. Certaines de ces applications permettent d'obtenir un contrôle accru sur ces formes, à l'instar de produits comme Maya ou Rhino.

Les NURBS Rhino utilisent des points de contrôle pour définir la forme d'une courbe. Plus il y a de points, plus la courbe est détaillée. Transposez cela dans la troisième dimension et vous obtenez une surface constituée de points de contrôle. Dans Rhino, chaque point de contrôle sur une courbe représente un degré. Pour chaque degré, en se déplaçant d'un point de contrôle à l'autre, votre niveau de courbure va alors varier, pouvant passer de 2 (ce qui correspond à un changement brutal de la courbure) à 11 (ce qui correspond à une transition très douce de la courbure). Dans la plupart des scénarios proposés par les logiciels de design, une courbe de degré 3 est acceptable quand on souhaite maintenir une courbe lisse et continue.

Les maillages que vous pouvez voir entre les points de contrôle sont des courbes iso-paramétriques ou iso-courbes. Ces maillages vous aident à visualiser la forme de la surface et vous donnent un contrôle sur son orientation. Chaque surface unique a quatre cotés, on l'appelle généralement un patch à quatre cotés. Si vous fermez un groupe de patchs, vous obtenez alors un solide.
T-Splines vous permet de travailler avec les NURNS Rhino et les surfaces T-Splines pour effectuer des ajustements très précis.

Maintenant, tout ceci étant dit, en regard de toutes les possibilités offertes par Rhino pour générer des surfaces lissées, T-Splines apporte néanmoins un petit quelque chose en plus… La modélisation polygonale.

La modélisation polygonale utilise exactement ce à quoi vous vous attendez pour représenter des surfaces - les polygones. Des milliers, voire des millions d'entre eux sont formés et rassemblés afin de créer des modèles très lissés et détaillées. Ce type de modélisation est très reconnaissable dans des programmes comme CINEMA 4D, Maya, modo et Blender.

Les surfaces d'un modèle polygonal sont contrôlées par des sommets qui constituent les polygones. Triangles (polygones à 3 cotés) et quadrangles (polygones à 4 cotés) sont réunis pour constituer un maillage. Ce maillage peut alors être contrôlé en poussant ou tirant des polygones - on peut ajouter des polygones, ces derniers peuvent aussi être sous-divisés (ou fractionnés). C'est pour cette raison que les polygones sont tout simplement plus rapides à modifier et vous permettent de créer des formes organiques plus rapidement.



T-Splines fait directement le lien entre les techniques de modélisation polygonale et Rhino, via une interface directement accessible dans ce dernier. Il élimine les contraintes liées à l'utilisation de patchs pour définir les solides tout en permettant dans le même temps de maintenir la courbure. Néanmoins, T-Splines a aussi des avantages comparé à la modélisation polygonale traditionnelle. Alors que la modélisation polygonale traditionnelle réduit la complexité de la surface en créant plus de polygones, T-Splines crée des T-points. Ceci permet de maintenir la courbure tout en réduisant la complexité iso-courbe. On peut dire que T-Splines a été développé pour tirer le meilleur parti des deux mondes.

Utilisation de T-splines

Démarrer avec T-Splines est vraiment on ne peut plus simple. Son développeur a beaucoup travaillé pour que les outils, les sélections et les commandes ressemblent le plus possible à ceux de Rhino. C'est un des grands plaisirs qu'on ressent à ce moment là, car, dans un sens, on utilise le même type d'outils que ceux qu'on connait déjà, tout en créant une géométrie sur laquelle on a beaucoup plus de contrôle. La création de primitives T-Splines est identique à la création de primitives Rhino. De fait, après avoir utilisé une primitive T-Splines pour créer la forme de base de votre design, vous êtes libre de fixer la symétrie, de subdiviser et de donner vie à votre idée avec l'outil Convertir en T-Splines. C'est une méthode très rapide d'expérimentation de vos idées, vous pouvez la manipuler dans tous les sens. Toute la puissance réside dans ce seul et unique outil de conversion qui transforme les courbes en surfaces et vous donne ainsi un contrôle très précis sur chaque sommet, arête et face du modèle.

Certains des meilleurs outils proposés par T-Splines sont en mesure d'accélérer toutes les phases du processus de modélisation. Sa palette est constituée de 34 outils dont la majorité permet de modifier la géométrie. Tous ayant pour objectif principal de vous donner le niveau maximum de liberté sur votre modèle. Points, arêtes et faces peuvent être ajoutés, des faces spécifiques peuvent être subdivisées et pontées de façon quasi transparente avec très peu d'effort. Vous pouvez peindre des sélections, aligner des surfaces T-Splines avec des surfaces NURBS et aller directement des surfaces aux solides avec la commande Epaissir.

Les commandes que vous ne trouverez pas dans la barre d'outils T-Splines sont celles qui concernent la création de courbes. Ce programme se destine à la manipulation de pure géométrie. Cela ne signifie pas que vous ne puissiez cependant pas utiliser les courbes. Etant donné que T-Splines est incorporé dans Rhino, vous avez la possibilité d'utiliser les outils T-Splines sur toute sorte de courbe, poly-ligne de type arc, générée avec les outils Rhino. La même chose s'applique à toutes les surfaces déjà créées dans Rhino. Une seule et même commande convertit les poly-surfaces Rhino en surfaces T-Splines vous autorisant toute liberté quant à la création de forme libre grâce au jeu d'outils T-Splines. Ceci joue un rôle déterminant dans le flux de production dont nous allons parler, car les surfaces T-Splines ne sont pas toutes compatibles avec l'ensemble des commandes utilisables avec Rhino. Un exemple illustrant ceci nous est donné par la commande Décaler une Surface de Rhino. Si vous l'utilisez sur une surface T-Splines, le décalage va être converti en une surface NURBS. Vous pouvez le convertir à nouveau, mais ceci résultera à la création d'une surface constituées d'iso-courbes encore plus nombreuses. Ca fonctionne, mais ce n'est pas l'idéal. L'alternative est d'utiliser la commande T-Splines Epaissir ou Dupliquer Face. Toutefois, ces deux commandes ne sont que des approximations de l'enveloppe de décalage et ne procurent aucun contrôle des cotes de l'épaisseur. Ce n'est qu'un exemple de situation où vous devez considérer la manière dont vous allez utiliser T-Splines dans votre processus de production.

Flux de Production

Il y a trois manières très subtiles d'après lesquelles T-Splines à mis en place ses outils pour utilisation dans l'interface de Rhino. Les trois améliorent votre façon de travailler, mais ont par ailleurs leurs propres limites. Ces dernières sont à considérer avant de commencer ou d'ajuster un design. Vous pouvez concevoir à l'aide de T-Splines en :

- Débutant avec des solides ou des surfaces T-Splines
- Convertissant des surfaces NURBS Rhino en T-Splines
- Utilisant des courbes Rhino pour créer des surfaces T-Splines

Ces trois méthodes sont autant de façons aisées d'apprendre les possibilités de T-Splines. Le démarrage avec des surfaces et des solides T-Splines permet de faciliter la partie forme-libre de votre modélisation avant l'ajout de détails mieux adaptés au travail avec Rhino. Il existe des commandes Rhino dont l'usage est limité avec les surfaces T-Splines, comme nous l'avons mentionné auparavant. L'idée ici est cependant d'obtenir une forme de modélisation très libre d'abord, puis de la convertir dans un deuxième temps en NURBS Rhino. Le processus inverse peut évidemment s'avérer tout aussi intéressant, voire plus. La conversion d'une surface NURBS Rhino en T-Splines peut être une manière aisée de faciliter le nettoyage de vos surfaces ou d'obtenir le tout dernier raffinement d'une forme avant d'envoyer vos conceptions à la fabrication.

La conversion est une opération simple "un-bouton". Gardez néanmoins à l'esprit qu'après avoir effectué la transformation en T-Splines, ce qui est une conversion exacte maintenant la précision des cotes, toute modification des surfaces va rendre la préservation des cotes plus difficile. Une méthode permettant d'apporter une solution à ceci consiste à se baser sur des blueprints - faites attention à vos patchs de surface primaire dans Rhino, convertissez alors ces surfaces en T-Splines et utilisez la commande T-Spline Pont pour parachever le modèle. Ceci peut réduire le nombre de patchs de surface secondaire nécessaires tout en assurant une surface à la fois fermée et lisse.

La dernière méthode est un mixte des deux précédentes. Vous définissez des courbes, que ce soit pour une surface par sections ou pour définir une enveloppe et utilisez T-Splines pour extruder les surfaces. De cette manière, vous créez des courbes avec les cotes exactes que vous souhaitez maintenir. Vous passez alors immédiatement à la manipulation des faces résultantes avec T-Splines. Tout ceci fait; vous avez néanmoins perdu toute relation avec les courbes initiales.

Le paramétrage des calques dans Rhino peut vous aider avec l'une ou l'autre de ces problématiques en procurant un espace consacré au placement des modèles NURBS en tant que référence ou utilisable pour garder une copie de votre modèle avant sa conversion de ou vers T-Splines. La planification préalable de votre flux de production ne doit en rien vous démotiver d'expérimenter T-Splines. Le fait de connaitre les options dont vous disposez au préalable fait partie intégrante de l'optimisation de vos processus de design.

Conclusion

Donc nous y voilà, nous déplaçons désormais des surfaces comme si nous refaisions l'Univers. Si vous avez déjà travaillé à la fois sur des modeleurs NURBS et polygonaux auparavant, vous réaliserez rapidement à quel point on est agréablement surpris d'utiliser T-Spline et à quel point ce dernier a été très intuitivement intégré dans Rhino. Vous allez quasiment oublier l'existence des points de contrôle, ce qui dans certains cas vous soulagera puisque vous n'aurez plus à les activer. Libre à vous d'explorer faces et sommets dans un environnement de travail familier.

C'est carrément surprenant quand on sait qu'il s'agit juste d'un plug-in, parce ce que c'est tellement plus. Il change la façon dont vous utilisez Rhino… complètement. T-Splines vise à être le moyen le plus rapide de créer des modèles de type forme libre tout en vous libérant des contraintes liées aux surfaces de patch. Ce plug-in le fait et cerise sur le gâteau, vous n'avez même pas conscience d'utiliser des méthodes de création de vos modèles identiques à celles employées par les animateurs de personnages passionnés de rigging.

Je dois avouer que c'est tout simplement génial. Mon seul souhait est que les allers et retours entre les NURBS et T-Splines s'améliorent encore et qu'ils offrent plus de manières de définir certaines géométries particulières avec leurs cotes. On souhaiterait également une augmentation du nombre des commandes Rhino aptes à travailler dans T-Splines. J'avoue que c'est être vraiment pointilleux car quand on essaie de revenir pour quelques minutes dans l'interface purement Rhino pour créer les même surface que celles générées avec T-Splines, on part très vite à la recherche d'un objet contendant pour se frapper la tête de désespoir. T-Splines nous gâte et il ne fait aucun doute qu'il va aller en s'améliorant encore davantage. Nul doute qu'on le voit dans d'autres programmes de modélisation NURBS. Reste à espérer que ce soit bientôt…

La version originale en anglais de cet article est disponible sur le site http://develop3d.com


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http://www.tsplines.com/
 
Posté par Eric Godey le vendredi 08 octobre
 
 
 
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