Ah la 3D, la possibilité de créer et de construire des mondes virtuels et de leur donner vie où votre imagination est votre seule limite (je parle avec des sanglots dans la voix à chaque fois que j'aborde la 3D 
) ! Car il faut dire que les logiciels tendent à se simplifier de plus en plus pour séduire. Ils deviennent plus accessibles, tout en poussant toujours plus loin les fonctionnalités. Aujourd'hui n'importe qui peut se lancer, les plus motivés arriveront en quelques mois voire semaines à réaliser des animations et images criantes de réalisme !
Alors, voyons plus en détail ce que proposent les logiciels de modélisation polygonale. Évidemment, Maya que vous allez découvrir ici n'est pas le seul, il existe Blender, 3ds Max, Modo et plein d'autres. Les outils présentés seront exactement les mêmes, seules les raccourcis et l'interface seront les deux principaux éléments distinctifs. Je ne parle pas du prix des logiciels, car il existe des versions gratuites utilisables durant une longue période (plusieurs années) : les versions étudiantes. Je vous expliquerai dans ce tutoriel comment vous procurer la version étudiante de Maya utilisable gratuitement durant 3 ans. 
Un logiciel de modélisation polygonale c'est quoi ?
La modélisation, la base de tout
Ce cours est placé dans la catégorie « Modélisation 3D », bien que les logiciels ne se limitent pas qu'à ça et permettent de réaliser des éclairages, des animations, etc. La modélisation c'est la base de tout logiciel de 3D. Sans modélisation vous n'avez rien d'affiché à l'écran, vous ne pouvez rien faire, sans modélisation… OK je vous explique.
Alors modéliser c'est quoi ? C'est le fait de modifier une forme de base, souvent en partant d'un polygone dit « primitif », un cube, un pavé, un cylindre, une sphère (bref vous connaissez tout ça) pour les rendre plus complexes. Ici nous nous concentrerons sur les formes en volume, qu'on appelle aussi « formes en 3D » (je reviendrai sur se qu'est la 3D dans la deuxième partie de ce chapitre ). Il y a trois grandes approches différentes de la 3D en informatique :
- La modélisation dite polygonale, ce que nous allons voir et que vous allez apprendre dans ce tutoriel, consiste à déplacer et éditer les faces d'un polygone, ses arrêtes et ses sommets pour au final créer des objets beaucoup plus complexes, tout ça à partir d'une forme basique. Tout un art.
Maya, mais aussi tous les autres logiciels de modélisation polygonale tel que Blender ou 3ds Max, proposent beaucoup d'outils permettant d'étirer, de couper, de retourner… de vraies boucheries. Tous les logiciels de modélisation polygonale fonctionnent exactement de la même façon, proposent les mêmes techniques. Leur choix n'auront aucun impact sur la qualité de vos réalisations. Si vous maitriser Maya, vous maitriserez Blender et inversement. Il y aura cependant un temps d'adaptation pour retrouver les outils, apprendre les raccourcis et vous habituer à l'interface. Et justement pour vous aider à ça, j'ai créé un topic regroupant tous les principaux raccourcis des logiciels de 3D.
- La deuxième approche de la 3D est liée, elle touche aussi le côté artistique. Il s'agit des logiciels de sculpture et de peinture sur des surfaces 3D. On travail non pas avec une souris, mais une tablette graphique ce qui permet de déformer, de dessiner sur vos surfaces comme si vous dessiniez sur un papier. Ils permettent de concevoir des personnages et créatures très facilement et surtout de réaliser des détails très précis, allant jusqu'à représenter rides et rayures. Mais, malheureusement beaucoup de débutants et amateurs ignorent à quel point ces logiciels sont indispensables en infographie 3D et complètent les logiciels de modélisation polygonale sur leurs deux principales lacunes : l'ajout de détails très poussés et la création de textures. Vous trouverez peu de professionnels généralistes en infographie 3D ne sachant pas manier et n'utilisant pas souvent un logiciel de sculpture. J'ai rédigé un tutoriel sur la sculpture numérique 3D avec le logiciel ZBrush, je vous recommande vivement de vous y mettre… si vous souhaitez progresser (et désoler pour le coup pub 
). Il existe des outils de sculpture dans les logiciels de modélisation polygonale, mais aucun n'est encore assez poussé. Blender commence tout juste à devenir performant dans ce domaine.
- Pour finir, on a les logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) qui génèrent des formes à partir de lignes, dont le but final est de réaliser des plans. Ces logiciels ne sont pas dédiés aux créations artistiques, mais à fabriquer des pièces réelles, où chaque dimension sont calculées au millimètre près tout en prenant en compte la résistance des matériaux. On peut toutefois faire du design avec. Faites donc attention si vous cherchez une école d'infographie 3D de ne pas tomber dans le piège (je l'ai été donc je préviens 
).
La modélisation polygonale sur laquelle nous allons nous focaliser ici va consister à effectuer différentes opérations sur les trois composants des polygones : les faces, les arêtes et les sommets. On pourra à partir d'un pavé, réaliser une table, en coupant le polygone, afin d'obtenir plus de faces représentant la position des pieds, puis en les sélectionnant pour en extraire de nouvelles et prolonger notre polygone pour réaliser les pieds.
En partant à chaque fois de formes simples, vous pourrez créer tout et n'importe quoi : réaliser des voitures, l'intérieur de maisons, des personnages voire tout un monde virtuel.
La patience est d’or
Faire de la 3D demande aussi d'être minutieux et patient, de toute façon ça se verra tout de suite si vous avez passé deux minutes sur une réalisation lorsque vous présenterez vos travaux. Dans les logiciels de modélisation polygonale, vous pouvez charger une image en fond, qui servira de référence, de guide. Vous n'aurez plus qu'à décalquer en quelque sorte. Le problème régulièrement rencontré par les débutants c'est qu'ils sont tentés dès le début à se lancer dans des projets ambitieux. Ils se rendent compte très rapidement de la quantité importante de travail que cela demande. Une simple animation de quelques minutes peut demander plusieurs mois de travail (je parle de l'ensemble : la modélisation, l'animation, l'éclairage, les sons, etc.). La motivation s'atténue et le projet finit inévitablement par être abandonné. J'en vois beaucoup stopper leur projet, parce qu'ils commencent directement par modéliser une voiture 3D ou essayer de faire un personnage, avant même d'avoir acquis correctement les bases et techniques. Ils reçoivent beaucoup de critiques concernant leur création allant jusqu'à leur recommander de tout recommencer ou de se lancer dans quelque chose de beaucoup plus simple. Difficile de tenir un projet dans ces conditions, mais si ça peut vous rassurer, je fais partie de ces gens-là qui visent toujours beaucoup trop loin.
Je ne vous dirai pas le contraire, quand on en voit réaliser des choses impressionnantes en 3D, on ne peut s'empêcher de faire la même chose, d'atteindre leur niveau. Parce que oui la 3D c'est aussi ça, réaliser des défis, voir jusqu'à quel niveau de détail et de réalisme on est capable d'aller. Mais, avant de commencer de tels projets, il est important d'acquérir deux choses : les notions de bases que je vais tenter de vous apprendre, ainsi qu'à vous habituer à travailler sur un projet durant plusieurs heures et pour ça je ne pourrai rien faire. Je peux déjà vous dire que si vous êtes fans de films d'animation, de science-fiction ou de jeux vidéo, vous ne devriez jamais être confronté au problème de la motivation. Je vous recommande quand vous jouez à un jeu vidéo ou écoutez un film de faire une pause pour contempler le décor, à regarder comment les personnages sont modélisés, à voir les making of… Inspirez-vous ce n'est pas interdit !
Faut-il savoir dessiner pour être bon en 3D ?
C'est une question inévitable, que beaucoup posent avant de se lancer. Certains pensent même que sans bases en dessins on ne peut rien faire, rien réussir en 3D. Ma réponse à cette question est « ça dépend ». Ça dépend en effet du projet que vous serez amené à réaliser. Par exemple, pour de la modélisation à partir de plans techniques, comme une voiture, vous n'aurez rien à inventer, seulement à suivre le tracé. Pour ce qui va être de créer un personnage, surtout si celui-ci doit être le plus réaliste possible, des cours de dessin et surtout en anatomie ne vous seront que bénéfiques. Aussi, si vous inventez quelque chose : un environnement, un concept ou autre il vaudra mieux gratter sur papier avant de vous lancer dans sa modélisation, pour avoir une idée à suivre.
Avec une bonne gestion des postures et expressions en dessins, vous pourrez réaliser des story-boards, des séquences clés d'animation avant de passer à l'animation 3D.
Si vous voulez apprendre à dessiner vous avez les tutos vidéos Chaos & Evolutions de David Revoy très bien fait avec des cours théoriques sur la perspective, etc. Si vous visez la création de personnages et d'univers cartoon la chaine YouTube de FreeGimp vous montrera des timelapses (contre la montre) de dessins de célèbres personnages de dessins animés.
La modélisation, mais pas seulement
J'ai parlé en dernier de l'animation 3D, les logiciels de modélisation polygonale permettent d'animer tout ce petit monde, de créer un éclairage, une ambiance, d'appliquer des textures, de réaliser des rendus pour calculer une image finale avec des ombres, des matériaux réalistes qui reflètent la lumière et l'environnement. Créer toutes sortes d'effets spéciaux, des explosions, de la fumé, de la pluie, etc. Avec tout ça réuni il y a de quoi faire : réaliser un court métrage ou film, une animation publicitaire, une vidéo d'introduction, de réaliser des modèles pour un jeu vidéo, du design automobile ou d'objets, de faire de la visualisation architecturale. Ce ne sont que des exemples des possibilités…
La 3D, c'est quoi ?
Le monde en 4 dimensions
Ah les dimensions, vous en avez sûrement entendu parler, mais de quoi s'agit-il exactement ? Beaucoup d'entre vous pensent savoir ce que c'est, mais les connaissez-vous vraiment toutes ?
Une seconde question : quelles dimensions gère Maya ?
Et bien, toutes les dimensions existantes sont gérées par Maya, donc vous avez une partie de la réponse.
Une dimension est une composante essentielle du monde réel, il a donc fallu les recréer virtuellement par ordinateur sans quoi rien ne pourrait être affiché sur votre écran. Nous vivons dans un monde constitué de pas moins de 4 dimensions (appelé par le diminutif 4D). Beaucoup pensent que le monde n'en est constitué que de trois. Une erreur induite par les logiciels de 3D qui en général en gèrent quatre, mais se nomment ainsi. Nos yeux perçoivent donc quatre facteurs.
La première dimension (on aime leur donner un ordre et un nom pour s'en souvenir et les citer plus facilement) est l'horizontale et porte le joli nom X. Un axe allant de gauche à droite ou inversement, car il n'a pas de sens, permettant de bouger, mais aussi de voir dans ses deux directions. Avec un seul axe, nous sommes à 1 dimension, rien n'est visible avec, car on ne peut représenter une forme sans sa hauteur. Seul, il ne permet que de désigner une direction gauche / droite.
En ajoutant la deuxième dimension, tout devient beaucoup plus intéressant au niveau des possibilités. L'axe porte le nom de Y, la lettre de l'alphabet suivant X. Pour la troisième dimension, vous aurez deviné qu'il s'agit de Z. Pour la quatrième dimension c'est à part, vous comprendrez. Avec X et Y en plus de pouvoir bouger à gauche, à droite, en haut et en bas on peut afficher des formes planes, comme des cercles, des rectangles ou plus concrètement des dessins, des photos, des pages internet comme votre site préféré : le Site du Zéro. 
Donc, la troisième, l'axe Z gère le dernier déplacement possible : la profondeur. Avec cette dernière les mouvements dans toutes les directions sont possibles, comme dans le monde réel. Dans un jeu vidéo à 3 dimensions, vous pourrez vous déplacer n'importe où.
Mais alors, si on peut déjà se mouvoir partout, qu'apporte la quatrième dimension ?
Vous êtes en plein dedans sans le savoir : il s'agit du temps, beaucoup l'oublie, celle-là. Sans lui le monde serait figé et vous ne pourriez pas suivre ce superbe tutoriel.
C'est exactement pareil pour les logiciels de modélisation et de sculpture, on dit souvent qu'ils gèrent la 3D, car permettent de travailler avec les axes XYZ, on oublie souvent qu'on peut aussi y animer des personnages et objets en fonction du temps. On les appelle logiciel de 3D, car leur fonctionnalité la plus importante est la modélisation en 3D. L'animation est une étape facultative, on se contente bien souvent d'images en infographie et créer des poses avec les personnages pour montrer qu'ils sont actifs.
Vue en perspective et orthographic
Les axes XYZ peuvent avoir des comportements différents dans les logiciels de 3D. On peut avoir de la perspective comme dans le monde réel, les objets seront déformés avec la distance, comme quand vous regardez une route. Vous aurez l'impression qu'elle se rétrécit au loin. La vue orthographic (isométrique en français) est une vue où la distance n'affecte pas les tailles. On peut ainsi travailler plus facilement en vue de face, côté ou dessus et savoir si certains sommets sont bien alignés.
Image en pixels
Fonctionnement d'une image 2D en pixels
Le fonctionnement d'une image par ordinateur est très simple, on a une grille invisible dans laquelle chaque case affiche une couleur. Chaque case s'appelle pixel. Avec de nombreux pixels, on peut avoir n'importe quelle image, leur quantité représente la résolution, plus celle-ci sera élevée plus l'image sera nette, mais surtout détaillée. Une image en haute définition de résolution 1920*1080 (un standard), affiche 1920 pixels sur une ligne horizontale et 1080 à la verticale. Il y en a au total plusieurs millions en multipliant ces deux valeurs. C'est fou la technologie.
Quand l'ordinateur affiche une image, il affecte une couleur par pixel, il sait grâce aux coordonnés X et Y (car nous sommes en 2D), quel pixel sur l'écran affichera telle ou telle couleur.
La 3D
La 3D de base est gérée par les coordonnées. Le logiciel indique où se situent les sommets des faces par des valeurs XYZ. Les faces vont ensuite être remplies par de la matière. On a de cette façon peu d'informations, mais certaines zones peuvent être plus, même trop denses en faces par rapport à d'autres. C'est une chose qu'en sculpture on essaie d'éviter pour garder le contrôle sur les détails sur tout le modèle tout en optimisant les performances.
Les logiciels de modélisation polygonale 3D permettent beaucoup de choses, mais surtout d'arriver aux mêmes résultats. Les créations qu'on peut faire avec peuvent beaucoup varier, ça peut passer par les effets spéciaux très réalistes intégrés dans un film à la création d'un dessin animé (la série South Park est faite sous Maya par exemple). Vous pouvez très bien suivre un tutoriel sur un autre logiciel que Maya pour continuer à progresser et apprendre de nouvelles choses, tout est réutilisable. N'oubliez pas aussi l'importance d'un logiciel de sculpture. Je vous recommande de regarder des vidéos de ZBrush et Mudbox, deux logiciels de sculpture très utilisés pour voir comment ça fonctionnent.
Bon, il est temps de télécharger la version étudiante de Maya et de faire un petit tour de l'interface.