Blender : modélisation, animation, composition et rendu 3D

Fiche PLUME
  • Création ou MAJ importante : 27/02/2012
  • Correction mineure : 27/03/2014
  • Auteur : Damien Marchal - IRCICA (CNRS, INRIA-LIFL)
  • Contributions importantes :

    Olivier Sébastien (LIM-IREMIA)


  • Responsable thématique : Anne Durand (CLEO)
  • Relecteur 1 : Michel Briand
  • Relecteur 2 : Mahdi Ben Alaya
Mots clés
Description
Fonctionnalités générales

Blender est un logiciel qui prend en charge les différents aspects de la création 3D : la modélisation, l'animation, le rendu temps réel interactif, le rendu réaliste d'image ou de film, la composition et enfin la création de jeux ou de logiciels éducatifs 3D.

Les principales techniques de modélisation implémentées dans Blender sont :

  • modélisation polygonale (objets maillés), surface Nurbs, courbes et surfaces de Bézier, surface implicite (metaballs);
  • surface de subdivision avec un contrôle des arêtes vives;
  • pâte à modeler multi-résolution (sculpting);
  • déformation de maillage par volume de contrôle, armature et champ de déplacement;
  • outils avancés pour la sélection et l'édition d'objets maillés;
  • modélisation basée sur la physique;
  • moteur de script Python : permet de réaliser des mini-programmes pour automatiser les tâches de création;
  • dépliage des maillages-UV (UV-unwrapping) : dépliage conforme ou basé sur la minimisation des déformations;
  • rendu sur textures (render baking) de la radiosité, des ombres ou encore des normales.

Techniques pour l'animation :

  • animation par interpolation de position;
  • animation par squelette avec cinématique et cinématique inverse;
  • animation non-linéaire;
  • animation basée sur la physique;
  • moteur de script Python.

Moteur de physique pour la modélisation et l'animation :

  • système de particules;
  • simulation de corps rigides, de corps déformables ainsi que des fluides ou des cheveux;
  • gestion des collisions.

Techniques de rendu et de composition :

  • tracé de rayons avec sur-échantillonnage;
  • radiosité;
  • occlusion ambiante;
  • effets spéciaux : motion-blur, halo, lens-flare, effets atmosphériques, profondeur de champ, flou de mouvement vectoriel (vector motion-blur);
  • intégration d'un outil de rendu externe : YafRay (ou YafaRay);
  • pour utiliser d'autres outils de rendu, on dispose d'une fonction d'exportation : Renderman (RIB), Povray, Virtualight, Lux render, Indigo, V-Ray;
  • outils de répartition du travail de rendu sur plusieurs machines.

Rendu temps-réel et animation interactive :

  • Blender dispose d'un mode temps-réel (gamemode) avec lequel il est possible de créer des animations 3D interactives -- dans ce mode, la plupart des objets modélisés et animés dans Blender sont directement utilisables comme objets interactifs;
  • support des fonctionnalités OpenGL 2.0 (multi texture et GLSL);
  • simulation physique des corps rigides ainsi que détection de collision;
  • édition graphique de la logique de l'application interactive;
  • ajout de fonctions interactives évoluées à l'aide de script Python (intelligence artificielle);
  • gestion du son à l'aide de la SDL.
Autres fonctionnalités

De nombreuses fonctionnalités on été ajoutées à l'aide du langage de script python.

Interopérabilité

Blender dispose d'un format de fichier propre (fichiers .blend).

Des scripts d'import/export sont proposés en standard pour de nombreux formats.

De nouveaux scripts d'import/export sont développés par la communauté et peuvent être téléchargés indépendamment.

Formats de fichiers 3D supportés (nativement ou via un script tiers) :

3D Studio, AC3D, COLLADA, FBX Export, DXF, Wavefront OBJ, DEC Object File Format, DirectX, Lightwave, MD2, Motion Capture, Nendo, OpenFlight, PLY, Pro Engineer, Radiosity, Raw Triangle, Softimage, STL, TrueSpace, VideoScape, VRML, VRML97, X3D, xfig

Formats d'image supportés :

TGA, JPG, PNG, OpenEXR, DPX, Cineon, Radiance HDR, Iris, SGI Movie, IFF, AVI, Quicktime, GIF, TIFF, Photoshop

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

Cinq personnes emploient Blender régulièrement dans notre laboratoire. C'est en outre le logiciel utilisé par nos partenaires industriels.

Dans notre cas voici quelques exemples d'utilisation :

Initialement Blender était utilisé pour modéliser les objets 3D nécessaires aux simulateurs médicaux développés par l'équipe. Certaines personnes l'utilisent aussi pour réaliser des scènes 3D avec un rendu haute qualité afin d'illustrer les méthodes décrites dans les articles. Enfin nous utilisons aussi une version modifiée de Blender (avec le support des table tactiles et des périphériques de réalité virtuelle) pour nos travaux sur l'interaction 3D.

Limitations, difficultés, fonctionnalités importantes non couvertes

La principale difficulté de Blender réside dans son interface spécifique et dans la grande variété des techniques à connaître. Il nécessite donc un apprentissage non négligeable et une pratique régulière. Certaines opérations de modélisation complexes comme les opérations booléennes sur des maillages triangulés ne fonctionnent que partiellement et un certain manque de documentation à ce sujet peut être pénalisant.

Techniquement, le mode temps réel interactif ne supporte pas toutes les fonctions de la partie modélisation de Blender. La qualité du rendu dans le mode temps réel est perfectible au regard des standards actuels comme Ogre3d, OpenSceneGraph.

Environnement du logiciel
Distributions dans lesquelles ce logiciel est intégré

La plupart des distributions Linux proposent Blender (Debian, Ubuntu, Mandriva, RedHat..). Par contre, le logiciel évoluant rapidement, les versions incluses dans les distributions accusent un certain retard par rapport à la dernière version qui se trouve sur le site officiel : www.blender.org.

Remarque : il n'est pas mauvais d'avoir une version unique dans le cadre d'un travail collectif. Ceci évitera les soucis d'échange de techniques de travail ou d'échange de fichiers.

Plates-formes

Windows 32/64, Linux 32/64, Mac OSX (PowerPC et x86), Irix 6.5, Solaris 8 (sparc).

Configuration minimale :

  • 300 MHz CPU
  • 128 MB Ram
  • 20 MB free hard disk Space
  • 1024 x 768 px Display with 16 bit color
  • 3 Button Mouse
  • Open GL Graphics Card with 16 MB Ram

 

Configuration moyenne:

  • 2 Ghz dual CPU
  • 2 GB Ram
  • 1920 x 1200 px Display with 24 bit color
  • 3 Button Mouse
  • Open GL Graphics Card with 128 or 256 MB Ram

 

Configuration recommandée pour une utilisation en production:

  • 64 bits system Quad core CPU
  • 8 GB Ram
  • two times 1920 x 1200 px Display with 24 bit color
  • 3 Button Mouse + tablet
  • Open GL Graphics Card with 768 MB Ram, ATI FireGL or Nvidia Quadro
Autres logiciels aux fonctionnalités équivalentes

Voici une liste non exhaustive de logiciels plus spécifiques :

  • rendu: Povray (POV-Ray Licence Agreement), Mental Ray (Commercial);
  • modélisation: Moray (Shareware), Modo (Commercial), Lightwave (Commercial);
  • rendu temps-réel: Ogre3d (OpenSource, LGPL), OpenSceneGraph (OpenSource);
  • simulation physique: Bullet , OpenODE (dual licence: LGPL et BSD-style).

Enfin, BlenderPocket, qui dérive de Blender, permet de créer directement depuis un PDA ou Smartphone de véritables animations 3D de plus de 40Ko le tout avec une prise en compte des textures, cette version dispose en outre d'une interface graphique des plus complètes.

Le code source sous licence GPL est téléchargeable ici : http://russose.free.fr/Download/BlenderPocket_Sour...

Environnement de développement
Type de structure associée au développement

Le développement de Blender est piloté par la Fondation Blender. C'est une association créée au moment de la publication en logiciel libre de Blender. La fondation Blender emploie une petite équipe de permanents chargés du développement et de l'animation de la communauté.

Eléments de pérennité

Blender est un logiciel qui a été mis à disposition gratuitement dès 1995.

Il est ensuite devenu un logiciel libre grâce au rachat du code source en 2002 par la communauté d'utilisateurs pour la somme de 100 000$. Depuis lors Blender est géré par la Fondation Blender.

Elle est financée par des dons privés, dons institutionnels, ventes de services autour de Blender, formations Blender, éditions et ventes de livres et de documentation sur Blender.

Blender est actuellement le principal modeleur 3D libre et multi-système qui bénéficie d'une large base d'utilisateurs. Un conférence anime la communauté blender depuis 2004.

En 2006, dans le 3D World Magazine, une comparaison de logiciels 3D avait placé Blender en première place en 2005, avec 1.8 million de téléchargements (Résultats: 1. Blender, 2. Flash, 3. 3DS MAX, 4. Truespace, 5. Strata 3D, 6. Lightwave, 7. Cinema 4D).

La sortie de Blender a été évalué par le site cgsociety étant l'un des 10 événements majeur de l'année.
Pour la sortie de la version 2.44, Blender a été téléchargé 800 000 fois en un mois.
http://wiki.blender.org/index.php/Dev:SundayMeetin...

Quelques tableaux comparatifs des logiciels 3D :
http://www.tdt3d.be/articles_viewer.php?art_id=99
http://wiki.cgsociety.org/index.php/Comparison_of_...

Blender est un logiciel reconnus et de nombreuses structures aussi bien privée que publique proposent des formations.

Références d'utilisateurs institutionnels

Quelques sites pointant vers des utilisateurs de Blender :
http://www.blender.org/community/professionals/
http://www.blender.org/community/educational/

Le logiciel Blender s'avère être un excellent outil dans la sauvegarde du patrimoine et particulièrement dans le domaine de l'archéologie.
En effet, suite à des fouilles archéologiques réalisées par l'INRAP lors de la construction de l'auditorium de Bordeaux, une équipe de bénévoles a modélisé les restes du site gallo-romain avec le logiciel Blender (www.ilel.fr):
http://www.ilel.fr/index.php?option=com_content&vi...

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums

http://www.blender.org/community/user-community/

Un espace ouvert pour les questions dédiées à la science, ouvert en janvier 2010: http://www.blender.org/forum/viewforum.php?f=21

Documentation utilisateur
Divers (astuces, actualités, sécurité)

Un e-magazine dédié à Blender est édité bi-mensuellement et librement téléchargeable: http://blenderart.org/
Une conférence annuelle autour de Blender a lieu également depuis 2004 : http://www.blender.org/community/blender-conference/

Contributions