Tout savoir sur les niveaux de détail (LOD) en 3D

Last updated on août 21st, 2023 at 01:34 pm

Salut à toi ! Si tu es ici, c’est que tu t’intéresses aux niveaux de détail en 3D. Et tu as bien raison, car il s’agit d’une technique clé pour optimiser les performances des modèles 3D, économiser des ressources, et améliorer l’expérience utilisateur en 3D. Dans cet article, nous allons te présenter tout ce que tu dois savoir sur les niveaux de détail (LOD) en 3D.

Introduction

Qu’est-ce que sont les niveaux de détail (LOD) ?

Les niveaux de détail (LOD) sont une technique de modélisation 3D qui consiste à créer plusieurs versions d’un même modèle, chacune ayant une résolution de plus en plus basse. Ainsi, le modèle le plus détaillé est utilisé pour les plans rapprochés, tandis que les modèles moins détaillés sont utilisés pour les plans éloignés. Cela permet d’optimiser les performances des modèles 3D, en économisant des ressources, et en améliorant les temps de chargement.

Pourquoi sont-ils importants pour les modèles 3D ?

Les niveaux de détail (LOD) sont importants pour les modèles 3D car ils permettent d’améliorer les performances globales de l’application 3D. Les niveaux de détail (LOD) sont également une technique clé pour les jeux vidéo, car ils permettent d’améliorer les performances et de rendre les jeux plus fluides et plus agréables à jouer.

Les différentes techniques pour implémenter les niveaux de détail (LOD) dans les modèles 3D

Il existe différentes techniques pour implémenter les niveaux de détail (LOD) dans les modèles 3D. Voici les principales :

• Le mesh reduction : cette technique consiste à réduire le nombre de polygones dans un modèle 3D en supprimant les détails les moins visibles. Cela permet d’optimiser les performances en réduisant la charge de travail et en améliorant les temps de chargement.
• Le texture reduction : cette technique consiste à réduire la résolution des textures utilisées dans un modèle 3D. Cela permet d’optimiser les performances en réduisant la charge de travail et en améliorant les temps de chargement.
• Le culling : cette technique permet de ne pas afficher les éléments 3D qui ne sont pas visibles par la caméra. Cela permet de réduire la charge de travail et d’améliorer les performances.
• L’occlusion culling : cette technique permet de ne pas afficher les éléments 3D qui sont masqués par d’autres éléments. Elle permet également de réduire la charge de travail et d’améliorer les performances.

Ces techniques peuvent être utilisées en conjonction pour optimiser les performances des modèles 3D et améliorer l’expérience utilisateur.

Comment les niveaux de détail (LOD) affectent la qualité visuelle des modèles 3D ?

Les niveaux de détail (LOD) peuvent affecter la qualité visuelle des modèles 3D si les transitions entre les différents niveaux ne sont pas bien conçues ou implémentées. Cependant, si les niveaux de détail sont bien conçus et implémentés, ils peuvent améliorer la qualité visuelle des modèles 3D en réduisant les artefacts visuels et les effets de « popping » (apparition soudaine de détails).

Les avantages des niveaux de détail (LOD) pour les artistes 3D

Les niveaux de détail (LOD) offrent plusieurs avantages pour les artistes 3D :

• Réduction des ressources CPU GPU et SSD : les modèles 3D ne doivent pas être détaillés à leur niveau le plus fin en permanence, ce qui permet de réduire les ressources de la console, du PC ou de l’appareil mobile.
• Amélioration des performances : avec des niveaux de détail appropriés, les modèles 3D peuvent être affichés plus rapidement et plus efficacement sur différents appareils. Les niveaux de LOD affichés sur téléphone ne sont pas les mêmes que sur PC haut de gamme, lié à la résolution d’écran et aux performances de l’appareil.
• Optimisation des ressources : des niveaux de détail appropriés permettent d’économiser des ressources, notamment de la mémoire et de la puissance de traitement. La bande passant pour des modèles détaillés est plus importante que pour les modèles simplifiés, notion à prendre en compte pour les développements mobiles.

Les inconvénients potentiels associés à l’utilisation des niveaux de détail (LOD)

L’utilisation des niveaux de détail (LOD) peut avoir plusieurs inconvénients potentiels :

• Complexité accrue : l’ajout de plusieurs niveaux de détail peut rendre le modèle 3D plus complexe et plus difficile à gérer. Il est préférable de limiter le nombre de LOD en fonction de la distance plutôt que de générer automatiquement une multitude de LOD de différents niveaux qui ne seront que très rarement appelés et qui alourdiront le pack de données de l’application.
• Coût élevé : la création de plusieurs niveaux de détail pour un modèle 3D peut être coûteuse en temps et en ressources. Pour produire des LOD de haute qualité, il est encore nécessaire de rechercher l’aide d’un technicien humain, car les générations automatisées ne sont pas toujours cohérentes. Cependant, nous pouvons nous attendre à ce qu’à l’avenir proche, l’intelligence artificielle soit capable de le faire aussi bien en fonction du contexte, pour obtenir un résultat visuel précis, cohérent et optimisé.
• Rendu incohérent : si les niveaux de détail ne sont pas bien conçus ou implémentés, cela peut entraîner un rendu incohérent et des problèmes d’animation. En termes simples, l’implémentation fait référence à la façon dont les niveaux sont créés et activés en prenant en compte la résolution d’écran et les performances de l’appareil. Si le chargement des détails est trop lent, le rendu sera incohérent et de mauvaise qualité. Si le chargement du LOD est trop rapide ou trop fréquent, la fluidité de l’expérience en 3D sera grandement affectée.

Les logiciels qui utilisent les niveaux de détail (LOD) en 3D

Il existe de nombreux logiciels qui utilisent les niveaux de détail (LOD) pour optimiser les performances des modèles 3D. Voici les principaux :

• Unity : le moteur de jeu Unity permet de créer des niveaux de détail pour les modèles 3D.
• Unreal Engine : l’un des moteurs de jeu les plus populaires, Unreal Engine, offre également des fonctionnalités de niveaux de détail pour les modèles 3D, ainsi que des alternatives plus récentes, telles que la technologie de rendu Nanite.
• Blender : Blender est un logiciel open-source de modélisation 3D qui propose des fonctionnalités de niveaux de détail pour les modèles 3D.
• Maya : le logiciel de modélisation 3D Maya propose également des fonctionnalités de niveaux de détail pour les modèles 3D.

Ces logiciels sont utilisés dans différents domaines, tels que les jeux vidéo, la réalité virtuelle et augmentée, les modèles architecturaux et industriels, et bien d’autres encore. Les niveaux de détail (LOD) sont une technique clé pour optimiser les performances des modèles 3D, économiser des ressources, et améliorer l’expérience utilisateur en 3D.

Retrouve toute la documentation sur les LODs pour UE5 dans la doc officiel.

Garder des UV cohérents

Lorsque vous créez manuellement vos niveaux de détail (LOD), il est important de garder des UV cohérents d’un LOD à l’autre. Cela signifie que votre développement de texture UVW doit être applani de la même manière sur vos différents niveaux de détail afin que la même texture soit appliquée de la même manière, même pour les textures dégradées de résolutions inférieures. Vous vous posez peut-être la question car d’un niveau à l’autre la topologie peut être très différente ? Il existe plusieurs approches : vous pouvez partir du développement UV présent dans votre low-poly originel, puis détailler le modèle en gardant la même disposition 2D. Ou à l’opposé, partir de votre modèle détaillé, refaire une retopologie, un medium poly et un low poly en stack de modificateurs dans certains logiciels, il existe également des modules de retopologie qui permettent de conserver un développement UV similaire. Et enfin, vous pouvez partir du modèle 3D détaillé et faire une génération automatisée de LODs, mais le maillage sera souvent mal adapté. À éviter pour les personnages et les modélisations de style hard surface. À utiliser uniquement sur des éléments de décors de second plan.

Besoin de LODs avec ‘Nanite’ d’UE5 ?

Nanite est une technologie de rendu introduite dans Unreal Engine 5 qui offre des performances élevées tout en réduisant considérablement la charge de travail liée aux LOD (niveau de détail) des modèles 3D. Elle permet de créer des maillages statiques avec une énorme quantité de détails et d’optimiser leur rendu à la volée en fonction de la distance entre l’objet et la caméra, sans avoir besoin de créer plusieurs LOD.

Cette technologie offre ainsi une représentation continue des détails géométriques à une résolution de pixels, et ce, même pour les objets très complexes. Cela permet de simplifier le travail des modélisateurs 3D, qui n’ont plus besoin de créer plusieurs versions de leurs modèles pour les différentes distances de vue. Cependant, l’utilisation de Nanite nécessite une certaine puissance de traitement, et peut être moins efficace si de nombreux modèles différents sont utilisés dans une même scène. En somme, Nanite offre une alternative performante et efficace aux LOD traditionnels pour les modèles 3D dans Unreal Engine 5.

Cependant, il est possible de combiner les deux techniques pour améliorer le temps de chargement. Cette méthode est plus efficace que d’utiliser uniquement Nanite sans LODs.

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Conclusion

Voilà, tu sais maintenant tout ce que tu dois savoir sur les niveaux de détail (LOD) en 3D. Nous espérons que cet article t’a été utile et que tu as appris de nouvelles choses sur cette technique clé pour optimiser les performances des modèles 3D. N’hésite pas à partager cet article avec tes amis et collègues pour leur faire découvrir les niveaux de détail (LOD) en 3D !