Les textures : l’un des savoir-faire de...

Datakit enrichit sa palette d’outils d’importation et d’exportation de fichiers 3D, en dotant certains de ceux-ci de fonctionnalités autorisant la conversion de fichiers avec leurs textures. L’occasion de faire le point sur ce que sont ces textures et de découvrir avec Guillaume Levenq, comment elles sont traitées dans les outils Datakit, pour obtenir des rendus réalistes de haute qualité lors de la conversion des fichiers 3D.

Datakit a annoncé depuis la rentrée que ses outils d’écriture des formats glTF et FBX, ainsi que ses plug-ins pour Rhino, supportaient les textures. Une annonce qui vient compléter la palette des outils existants déjà bien remplie. Mais voyons ce qui se cache derrière la notion de texture.

Améliorer la visualisation en 3D

La visualisation correcte des objets 3D, tant en imagerie qu’en CAO, nécessite de disposer, d’une part d’une géométrie exacte et sans défaut, et d’autre part de couleurs et/ou de textures appliquées avec précision sur les faces de ces objets. Autant de savoir-faire que Datakit maîtrise parfaitement lors des opérations de conversion d’un système vers un autre.

« Pour faire simple, une texture c’est une image 2D que l’on vient plaquer le plus précisément possible sur une surface 2D ou 3D d’un objet, de manière à l’habiller pour en rendre la visualisation plus réaliste », explique Guillaume Levenq, ingénieur développement chez Datakit. Ces images peuvent être soit de simples aplats de couleurs, soit de véritables images représentant, par exemple, un matériau « Ces images proviennent le plus souvent de bibliothèques de textures, soit standard, soit propres à l’éditeur du logiciel 3D auteur. Ces logiciels auteurs utilisent pour les plaquer sur les surfaces, des algorithmes de "mapping", là aussi standard ou propriétaires, qui remplissent la surface en affectant chaque pixel de l’image à un pixel 3D de la surface. Ce sont les textures dites procédurales. »

De la texture au rendering

Pour être exploitables, ces informations de "mapping" doivent être complétées par des informations de "lighting", décrivant les caractéristiques d’éclairage de l’objet (lumière ambiante, diffuse, spéculaire, ...), son intensité, ainsi que le comportement des surfaces vis-à-vis de la lumière (absorption, réfraction, réflexion, transmission…).

C’est l’utilisation conjointe de l’image de base avec les informations de "mapping" et de "lighting", qui constituent le "rendering", donnant un rendu réaliste d’un objet 3D, dans un environnement lumineux donné. « Autant d’informations qu’il est nécessaire de récupérer, de comprendre et de traduire, lorsque l’on veut transférer un objet 3D réaliste d’un système dans un autre », précise Guillaume Levenq.

Comment convertir les textures ?

Lors d’une conversion d’un système dans un autre, on récupère l’objet 3D, le plus souvent sous forme de fichiers aux formats B-Rep ou Mesh, avec les informations de "rendering" qui vont lui être appliquées (image, mapping, lighting).

Lors de la conversion de l’objet 3D d’un format dans un autre, outre la traduction de la géométrie, il faut calculer à partir des informations du "mapping" les coordonnées de la texture sur le Mesh généré par la tessellation, pour plaquer l’image correctement sur le 3D, puis lui appliquer les informations de "lighting" pour avoir un "rendering" correct de l’objet.

Si la théorie est simple, c’est souvent plus compliqué dans la réalité et c’est là que tout le savoir-faire de Datakit s’exprime. « Les algorithmes de "mapping" utilisés par les différents logiciels auteurs sont quasiment standard, mais avec de très légères variantes de l’un à l’autre. Nous avons donc développé notre propre algorithme de "mapping", qui permet d’éviter au maximum tous décalages de texture lors de la conversion, quel que soit le logiciel auteur, ce qui semble convenir parfaitement aux utilisateurs de nos convertisseurs », constate Guillaume Levenq.

« Mais on peut aussi avoir des textures dont on ne sait pas gérer le format. En dehors des formats standards d’images externes, on ne peut que donner l’information sur la présence d’une image et du chemin pour y arriver. Dans ce cas, si l’on veut par exemple générer un fichier PDF 3D, (format qui a besoin de lire l’image et d’embarquer le tableau de pixels associé) le rendu texturé ne sera pas disponible. Par contre, pour les formats d’image supportés (jpeg, bmp, gif, tiff, png, tga), le PDF 3D bénéficiera alors du rendu réaliste souhaité, ce qui est très parlant, même pour les utilisateurs occasionnels de logiciels 3D ».

Une technologie disponible pour les utilisateurs et les développeurs

« Plus globalement, on supporte la conversion de fichiers avec leurs textures dans notre convertisseur autonome CrossManager, dès lors que l'entrée et la sortie supportent les textures », précise quant à lui Félix Thuilier, responsable webmarketing de Datakit. De fait, l’objet converti conservera ses textures, si le format d'entrée fait partie des librairies de lecture disponibles et si le format de sortie fait partie des librairies d’écriture, elles aussi disponibles. « Ce qui représente déjà des dizaines de combinaisons possibles, et nous enrichissons régulièrement ces librairies pour augmenter notre offre. C’est ce que nous venons de faire en ajoutant le support des textures dans nos écritures glTF et FBX, ainsi que dans nos plug-ins pour Rhino », complète Félix Thuilier.

Plugins pour Rhino de Datakit supportant l’import ou l’export de fichiers avec leurs textures

« Ainsi pour les utilisateurs finaux, qu’ils se servent de notre convertisseur autonome CrossManager ou de nos plug-ins CrossCad/Plg, il devient ainsi très simple de convertir des modèles 3D d’un format dans un autre, tout en conservant les textures qui leur ont été appliquées pour bénéficier d’une visualisation réaliste ».

« Ces technologies sont aussi disponibles pour les éditeurs de logiciels, qu’il s’agisse de CAO, de visualisation, de réalité virtuelle, ou d’autres domaines, par l’intermédiaire de nos librairies CrossCad/Ware. Les développeurs disposent ainsi d’une interface de programmation (API) entièrement documentée, simplifiant l'interopérabilité entre les systèmes de CAO. Elle facilite l’import des fichiers 3D texturés dans leur propre logiciel et les exports de fichiers 3D texturés vers d’autres systèmes, afin d’avoir dans tous les cas une visualisation du modèle qui soit le plus réaliste possible », conclut Félix Thuilier.

Liste des formats disponibles dans CrossCad/Ware SDK et supportant l’import ou l’export de textures.
Dans CrossManager, la conversion de fichiers texturés est possible pour toutes les combinaisons de ces formats.

On l’aura compris, la conversion des modèles 3D d’un système dans un autre nécessite une parfaite compréhension de leur géométrie, mais aussi des textures qui les habillent, afin de les rendre le plus réaliste possible pour en faciliter l’interprétation. Autant de savoir-faire que Datakit maîtrise totalement de longue date et ne cesse d’enrichir.