Issue du monde du jeu-vidéo, la 3D temps réel est une technologie qui a su se généraliser au-delà du gaming. Indispensable aux expériences en réalité virtuelle et augmentée, la 3D en temps réel séduit les professionnels par son pouvoir d’interactivité et d’immersion. Les industriels voient en elle la possibilité de diminuer les coûts de production et les délais de mise sur le marché.
Comment cette technologie issue du jeu vidéo stimule la création dans l’industrie ?
Qu’est-ce que la 3D temps réel ?
Comparaison 3D en temps réel vs 3D précalculée
La 3D temps réel est une technologie issue de l’univers du jeu-vidéo. Elle s’oppose à la 3D précalculée dont le rendu est calculé par un ordinateur en amont.
La 3D en temps réel permet le rendu immédiat d’un objet 3D sans aucun délai avant la visualisation. La technologie a été créée à des fins interactives, permettant une liberté de mouvement dans une scène 3D. On peut ainsi déplacer des objets, modifier des paramètres et créer de nouveaux éléments avec en retour une réaction immédiate, grâce à une latence moindre (30 à 60 FPS en moyenne).
Pendant longtemps, la 3D précalculée s’est démarquée par la grande qualité de ses graphismes. Les rendus photoréalistes qu’elle offre sont idéaux pour le monde du cinéma ou le secteur immobilier. Néanmoins, ces dernières années, les processeurs et chartes graphiques se sont nettement améliorés. Aujourd’hui, la qualité graphique de la 3D temps réel n’a rien à envier de celle de sa consœur. En ajoutant sa notion d’interactivité, la 3D en temps réel tend à devenir la norme au sein des processus de création grâce à des innovations fréquentes.
3D en temps réel : des évolutions technologiques notables
La technologie 3D temps réel est possible grâce à des logiciels spécifiques comme Unreal Engine, développé par Epic Games, le célèbre distributeur de jeux vidéo américain.
Au fil des années, les outils se sont perfectionnés afin de faciliter le travail des créateurs et développeurs. La qualité des rendus obtenus est d’un niveau de réalisme et de précision jamais atteint par aucun concurrent grâce au moteur Unreal Engine. De plus, deux innovations récentes ont notamment changé le jeu : Lumen et Nanite.
Lumen est un outil dynamique d’illumination globale (Global Illumination) qui facilite la gestion de l’éclairage dans une scène 3D. Cela est à mettre en perspective avec une autre technique de rendu qui est la rasterization, et qui peut être améliorée avec une couche de pré-calcul statique (Baking). Concrètement, quelle est l’amélioration apportée par Lumen ? Il n’est plus nécessaire d’ajouter dans une scène des sources lumineuses pour tenter de reproduire la réalité, il faut maintenant imiter la réalité sans ajouter de sources lumineuses supplémentaires.
La modélisation de plusieurs modèles aide à l’optimisation des performances lors du rendu, au détriment du cycle de développement de l’outil.
Nanite a aussi grandement facilité le travail de création en supprimant la nécessité de concevoir des modèles de qualité dégradés (mieux connus sous le nom de LODs, ou level of details). Le niveau de détail (LODs), correspond à la précision géométrique d’une maquette numérique, dont l’apparition est déterminée par l’angle de vue et par la distance entre l’objet et l’utilisateur.
Concrètement, maintenant avec Nanite, le moteur Unreal Engine reconstruit l’objet 3D avec la définition optimisée et idéale en fonction de la distance à laquelle se trouve l’objet par rapport au besoin d’affichage précis. Il n’y a donc, et en théorie, plus de limite en termes de complexité géométrique.
Autrement dit l’objet est découpé en sous-ensembles récursifs, appelés clusters, qui sont affichés par le moteur en fonction de la place qu’ils occupent sur l’écran sur lequel ils sont diffusés. C’est une technique de virtualisation de la géométrie.
Répartis en clusters, la technologie Nanites permet l’apparition à l’écran des zones visibles par l’utilisateur uniquement, optimisant ainsi les performances de rendu sans passer par d’autres méthodes plus couteuses et contraignantes en termes de développement.
Une adoption massive de la 3D en temps réel dans le secteur de l’industrie
Comment la technologie issue du jeu vidéo stimule la création dans l’industrie ?
La 3D temps réel a su trouver son chemin depuis l’univers du jeu vidéo jusqu’au secteur industriel.
Aujourd’hui, l’industrie préfère la 3D en temps réel à la 3D précalculée, devenue moins souple et plus contraignante. La technologie issue du jeu vidéo séduit davantage les industriels grâce à l’immersion et l’interactivité qu’elle permet.
Une visualisation en studio est, elle, statique et l’utilisateur n’est qu’un simple observateur. Avec la technologie 3D en temps réel, on devient acteur de l’expérience et notre créativité est continuellement boostée.
En premier lieu, travailler avec de la 3D temps réel signifie qu’on peut être immergé dans un environnement virtuel à plusieurs. La collaboration en équipe est donc possible. Des études scientifiques ont montré d’une part que l’immersion favorise une meilleure expérience utilisateur, grâce à plus d’interactivité et de dynamisme. D’autre part, travailler en équipe dans un environnement virtuel est connu comme étant un booster d’idéation et de créativité.
La 3D en temps réel booste l’engagement
En découle des prises de décision plus rapides. En effet, par rapport à une visualisation en studio, la 3D temps réel donne la possibilité de modifier des éléments en direct, puisque le rendu est immédiat.
Il devient plus aisé de prendre des décisions car les utilisateurs ont le résultat d’une idée sous les yeux. Avoir le rendu en temps réel permet de rebondir et modifier ce qui ne convient pas. Cela fait naître de nouvelles idées qui ne seraient pas apparues avec une visualisation en studio, sans interaction. La 3D en temps-réel booste l’engagement des participants et d’autres avantages intéressants.
Avantages et applications concrètes de la technologie 3D temps réel au secteur de l’industrie
Une immersion et une interactivité inégalable
Les industriels utilisent principalement la 3D temps-réel pour la visualisation de données et l’aide à la conception (CAO).
Comme nous l’avons déjà vu, son grand avantage est qu’elle permet une immersion et une interactivité inégalable avec d’autres technologies. Les expériences en 3D temps-réel sont déployables sur des casques VR, des lunettes AR, des smartphones, des tablettes et des ordinateurs. De ces deux facteurs résulte une expérience plus proche du réel.
Pour l’entreprise, un environnement virtuel a plusieurs utilisations, de la conception à la vente, avec deux objectifs principaux : l’optimisation des coûts et la réduction des délais de mise sur le marché.
Applications concrètes de la 3D temps réel
On observe dans un premier temps, 4 applications de la 3D temps-réel dans l’industrie :
- Conception et Ingénierie : prototypage, revues de conception, virtual commissioning
- Construction et Fabrication : formation des opérateurs, assistance en réalité augmentée, simulation d’usine
- Marketing et Vente : événements virtuels, rendus photoréalistes, vidéos promotionnelles
- Services et Opérations : maintenance à distance, formation à la sécurité, jumeaux numériques pour la visualisation et la simulation de données
Plusieurs débouchés pour le secteur industriel
Les résultats de l’utilisation de la 3D temps-réel dans le secteur industriel sont nombreux :
- Amélioration des process et des flux de production
- Réduction des coûts (pas de prototypes physiques)
- Accélération de la mise sur le marché (systèmes automatisés, environnements simulés)
- Augmentation des marges des produits (main d’oeuvre mieux formée, SAV plus fiables)
- Augmentation des ventes (produits plus attractifs)
Avec les avancées technologiques, notamment graphiques, la 3D temps-réel n’a rien à envier à la visualisation en studio, ou 3D précalculée.
Elle arbore fièrement ses nombreux avantages : vivre une expérience immersive, proche du réel, avec des interactions sans pareil. Le rendu immédiat est un atout indéniable pour les industriels, qui voient en la 3D temps-réel un outil qui booste la création et donc la production.
