3D -Débuter avec Blender

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Blender est un logiciel de création 3D gratuit et open source. L'auteur à l'origine du projet semble avoir choisi ce nom en s'inspirant de l'univers musical (blender peut se traduire mixeur en français).
Blender prend en charge l'intégralité du pipeline 3D et notamment: la modélisation, l'animation, le rendu et le montage vidéo.
Blender est écrit en C, C++ et Python et fonctione sur la plupart des systèmes d'exploitation et notamment Microsoft Windows, MacOS et Linux

On utilise ici Blender version 2.7.9 sous Ubuntu 18.4. Sous Windows ou sous Mac OS, les manipulations à effectuer et les écrans obtenus seraient identiques. Dans ce qui suit, on va examiner les notions de base suivantes :
1) Manipuler l'interface utilisateur de Blender;
2) Créer des objet 3D;
3) Appliquer des textures sur des objets 3D;
4) Eclairer les objets.

1) Manipuler l'interface utilisateur

1.1) Repérer les zones principales

Quand on ouvre Blender, une fenêtre apparaît à l'intérieur de laquelle on peut distinguer les 5 zones principales suivantes:
0- L'écran de démarrage;
1- Le menu principal;
2- La fenêtre 3D;
3- La fenêtre de hiérarchie;
4- La Fenêtre des propriétes;
5- La ligne de temps.

0- L'écran de démarrage (splash screen) s'affiche à chaque démarrage de Blender. Il suffit de cliquer dessus, avec le bouton gauche de la souris (CBG), pour le faire disparaître;

1- La zone de menu principal (main menu) contient différents menus, activables en cliquant le bouton situé le plus à gauche dans cette zone. Les menus info (bouton en forme de i) et 3Dview (bouton en forme de cube 3D blanc) sont souvent utilisés;

2- La fenêtre 3D (3D window) contient les éléments (caméra, objets, lampes) qui sont en cours d'utilisation dans le projet actif;

3- La fenêtre de hiérarchie (outliner window) contient, organisée de façon hiérarchique, la liste des éléments en cours d'utilisation dans le projet actif;

4- La fenêtre des propriétes (properties window) contient l'ensemble des propriéts des éléments (caméra, objets, lampes) qui sont en cours d'utilisation dans le projet actif.

5- La ligne de temps (timeline) est utilisée pour l'animation des objets 3D.

1.2) Paramétrer des préférences

Il peut arriver qu'au fil des manipulations l'interface par défaut de Blender soit involontairement modifiée. Dans ce cas, pour retrouver l'interface par défaut de Blender (celle qui était en place après l'installation de Blender), il suffit de cliquer dans la zone de menu principal:
Menu info/ File/ User Preferences.../ Themes/ Reset to Default Theme
puis Save User Settings

Le fond d'écran (background) de la fenêtre 3D, mis en place par défaut lors de l'installation de Blender, est relativement sombre. Si on veut le modifier pour en obtenir un plus clair (blanc par exemple) il suffit de cliquer :
Menu info/ File/ User Preferences.../ Themes/ 3D View
puis dans la zone Theme Space Settings qui se trouve tout en bas de la fenêtre, on clique
Gradient Colors/Gradient High/Off
On choisit la couleur souhaitée puis on clique le bouton Save User Settings.

Le fond d'écran de la fenêtre 3D est désormais blanc.

2) Créer et modifier des objet 3D

Pour commencer un nouveau projet, la première chose à faire est de supprimer le cube placé par défaut par Blender dans la fenêtre 3D lors de son lancement. Pour cela, on opère de la façon suivante:
1- on sélectionne Object Mode, en bas de la fenêtre 3D;
2- on clique sur le cube avec le bouton droit de la souris (CBD) afin de le sélectionner. Une fois cette sélection effectuée, le cube doit être entouré d'une ligne orange;
3- on appuit la touche clavier Suppr;
4- la boîte de dialogue Delete apparaît automatiquement. On clique le bouton Delete avec le bouton gauche de la souris (CBG).

La fenêtre 3D est désormais vide. On va créer cube puis une sphère.

2.1) Créer et modifier un cube 3D

On clique l'onglet Create situé en haut et à gauche de la fenêtre 3D puis on clique le bouton Cube.
Le cube est aussitôt créé dans la fenêtre 3D.
On peut directement l'aggrandir ou le réduire, de façon uniforme, en faisant tourner la molette de la souris dans un sens ou dans l'autre.

Pour déplacer le cube, il faut :
0- vérifier qu'on est bien en Object Mode (cf bouton de liste en forme de cube orange, situé en bas à gauche de la fenêtre 3D);
1- Cliquer, avec le bouton gauche (CBG) de la souris, sur le petit bouton en forme de triède rgb situé en bas de la fenêtre 3D puis sur le petit bouton de translation en forme de flèche inclinée situé juste à coté;
2- Cliquer sur le cube, avec le bouton droit (CBD) de la souris, pour le sélectionner. Une fois sélectionné, le cube doit être entouré d'une ligne orange;
3- Cliquer sur un axe du triède x,y,z (rouge, vert, bleu) situé sur le cube, avec le bouton gauche (CBG) de la souris, pour déplacer le cube dans la direction correspondant à l'axe cliqué.

Pour faire pivoter le cube, il faut:
0- Vérifier qu'on est bien en Object Mode (cf bouton cube orange de liste situé en bas à gauche de la fenêtre 3D);
1- Cliquer, avec le bouton gauche (CBG) de la souris, sur le petit bouton en forme de triède bleu-blanc-rouge situé en bas de la fenêtre 3D puis sur le petit bouton de rotation en forme de flèche circulaire situé juste à coté;
2- Cliquer sur le cube, avec le bouton droit (CBD) de la souris, pour le sélectionner. Une fois sélectionné, le cube doit être entouré d'une ligne orange;
3- Cliquer sur une des rotations (rouge, vert, bleu) situées sur le cube, avec le bouton gauche (CBG) de la souris, pour faire pivoter le cube dans la direction correspondantà la rotation cliquée.

Pour appliquer une transformation globale sur le cube (translation, rotation, échelle):
1- On clique le cube dans la fenêtre de hiérarchie (CBG);
2- On clique le cube (bouton en forme de petit cube jaune) dans la fenêtre des propriétés (CBG);
3- On modifie les valeurs souhaitées dans la zone Transform.

Pour modifier la position d'un sommet du cube, il faut:
1- Se placer en Edit Mode;
2- Cliquer le bouton en forme de petit cube sur lequel un sommet jaune est dessiné, situé en bas de la fenêtre 3D;
3- Sélectionner un sommet du cube à l'aide d'un clic avec le bouton droite de la souris (CBD);
4- Déplacer le sommet sélectionné dans une des directions x,y,z (axes RGB), en maintenant le bouton gauche de la souris cliqué (CBG).

Pour modifier la position d'une arête du cube, il faut:
1- Se placer en Edit Mode;
2- Cliquer le bouton en forme de petit cube sur lequel un arête jaune est dessinée, situé en bas de la fenêtre 3D;
3- Sélectionner une arête du cube à l'aide d'un clic avec le bouton droite de la souris (CBD);
4- Pour déplacer l'arête sélectionnée, il faut placer le curseur de la souris sur l'un des axes de direction (rouge, vert ou bleu); puis déplacer la souris en maintenant le bouton gauche de la souris cliqué (CBG).

Pour modifier la position d'une face du cube, il faut:
1- Se placer en Edit Mode;
2- Cliquer le bouton en forme de petit cube sur lequel une face jaune est dessinée, situé en bas de la fenêtre 3D;
3- Sélectionner une face du cube à l'aide d'un clic avec le bouton droite de la souris (CBD);
4- Pour déplacer la face sélectionnée, il faut placer le curseur de la souris sur l'un des axes de direction (rouge, vert ou bleu) puis déplacer la souris en maintenant le bouton gauche de la souris cliqué (CBG).

Pour voir le cube en mode filaire (wireframe) dans la fenêtre 3D, il faut:
1- Se placer en Object Mode;
2- Cliquer le bouton en forme de petite sphère blanche, situé en bas de la fenêtre 3D juste à droite du bouton Object Mode, et choisir le mode filaire (petite sphere filaire).

Pour voir à nouveau le cube en mode solide dans la fenêtre 3D, il faut:
1- Se placer en Object Mode;
2- Cliquer le bouton en forme de petite sphère blanche, situé en bas de la fenêtre 3D juste à droite du bouton Object Mode, et choisir le mode solide (petite sphere blanche).

2.2) Créer et modifier une sphère 3D

Pour créer une sphère 3D on procède comme pour le cube:
1- On clique l'onglet Create situé en haut et à gauche de la fenêtre 3D;
2- On clique le bouton UV Sphere.

Une sphère UV est aussitôt créée dans la fenêtre 3D. On peut directement l'aggrandir ou la réduire, de façon uniforme, en faisant tourner la molette de la souris dans un sens ou dans l'autre.

Remarque
Dans l'onglet Create, il existe également un bouton Ico Sphere. La différence entre une UV Sphère et une Ico Sphère est qu'une sphère UV a des faces carrés (4 sommets) tandis qu'une icosphère a des faces triangulaires (3 sommets). De ce fait, la sphère UV présente un aspect plus lisse que l'Icosphère.

On procède comme pour le cube pour:
- aggrandir ou réduire la sphère de façon uniforme (molette de la souris);
- déplacer la sphère (Object Mode, bouton triède RGB, bouton flèche inclinée, CBD puis CBG sur la sphère);
- pivoter la sphère (Object Mode, bouton triède RGB, bouton flèche courbée, CBD puis CBG sur la sphère);
- appliquer une transformation globale de translation, rotation ou échelle à la sphère (CBG sphère dans Fenêtre hiérachie, CBG sphère dans Fenêtre propriétés, Zone Transform);
- modifier la position d'un sommet, d'une arête ou d'une face de la sphère (Edit Mode, bouton sommet, sélection sommet CBD, déplacement CBG);
- visualiser la sphère en mode solide ou filaire (Object Mode, bouton en forme de sphère).

3) Appliquer des textures sur des objets 3D

3.1) Appliquer une texture sur un cube

Pour appliquer une texture (texture mapping) sur un cube, il faut commencer par créer le cube comme indiqué ci-dessus, puis il faut:
1- Se placer en Object Mode, en bas de la fenêtre 3D;
2- Sélectionner le cube (clic droit sur le cube ou bouton cube dans la fenêtre hiérarchie);
3- Sélectionner le type texture, dans la fenêtre des propriétés;
4- Sélectionner Image or Movie, dans la fenêtre des propriétés;
5- Cliquer le bouton Open.

Une boîte de dialogue s'ouvre automatiquement:
1- On choisit un fichier de texture (metal.png par exemple);
2- On clique le bouton Open Image.

A ce stade:
1-Le nom du fichier de texture choisi (ici metal.png) doit apparaître en bas de la fenêtre des propriétés;
2- On clique le bouton d'édition de type courant, en forme d'espèce de double trombonne, situé en haut et à gauche dans la fenêtre des propriétés.

Dans le menu déroulant qui s'ouvre, on sélectionne l'option de menu UV Image Editor.

1- Un carré quadrillé gris (dont la taille peut être réglée à l'aide de la molette de la souris) s'affiche automatiquement dans la fenêtre des propriétés;
2- On clique le bouton Image situé en bas de la fenêtre des propriétés;
3- Dans la boîte qui s'ouvre, on clique le nom du fichier texture choisit (ici, metal.png).

La texture choisit s'affiche aussitôt dans la fenêtre des propriétés.

Pour appliquer la texture sur une face du cube, il faut:
1- Vérifier que le cube est sélectionné, dans la fenêtre de hiérarchie;
2- Passer en Edit Mode;
3- Sélectionner le bouton Face;
4- Sélectionner une face du cube à l'aide d'un clic Bouton Droit sur cette face (CBD);
5- Appuyer la touche clavier U;
6- Dans le menu qui s'ouvre, sélectionner Unwrap.

Pour voir la texture qui a été apppliquée sur la face du cube, il faut:
1- Passer en mode Object Mode;
2- Cliquer le bouton Texture (en forme de sphère rouge et blanche) situé juste à droite du bouton Object Mode.

On procède de la même façon, en répétant à chaque fois toutes ces étapes, pour appliquer la texture sur chacune des autres faces du cube.

On peut translater la position de la texture sur une face. Pour cela, il faut:
1- Se trouver en Edit Mode;
2- Sélectionner la face du cube concernée;
3- Placer le curseur de la souris sur l'image de la texture, dans la fenêtre des propriétés;
4- Appuyer la touche clavier G;
5- Translater, à l'aide de la souris, le contour orange de la texture dans la fenêtre des propriétés;
La translation de la texture se répercute sur la face du cube sélectionnée.

On peut faire pivoter la texture sur une face. Pour cela, il faut:
1- Se trouver en Edit Mode;
2- Sélectionner la face du cube concernée;
3- Placer le curseur de la souris sur l'image de la texture, dans la fenêtre des propriétés;
4- Appuyer la touche clavier R;
5- Faire pivoter, à l'aide de la souris, le contour orange de la texture dans la fenêtre des propriétés;
La rotation de la texture se répercute sur la face du cube sélectionnée.

On peut également étirer ou comprimer la texture sur une face. Pour cela, il faut:
1- Se trouver en Edit Mode;
2- Sélectionner la face du cube concernée;
3- Placer le curseur de la souris sur l'image de la texture, dans la fenêtre des propriétés;
4- Appuyer la touche clavier S;
5- Étirer ou comprimer, à l'aide de la souris, le contour orange de la texture dans la fenêtre des propriétés;
L'étirement ou la compression de la texture se répercute sur la face du cube sélectionnée.

3.2) Appliquer une texture sur une sphère

Pour appliquer la texture sur une UV sphere, on procède comme pour le cube mais à la différence du cube, on ne fait pas un Unwrap de la texture sur chacune des faces de la sphère une par une (cela serait beaucoup trop long...) mais sur la sphère dans son intégralité. Pour cela il suffit de sélectionner l'ensemble de la sphère (et non pas une face particulière) avant d'effectuer le Unwrap.

On peut compléter le résultat obtenu, à l'aide d'un étirement de la texture. Pour cela, on procède de la même façon que pour le cube (touche clavier S). On obtient ainsi un résultat esthétique.

Ci dessous, le même résultat, affiché en mode Edit Mode

4) Éclairer les objets

Lorsqu'on crée un nouveau projet, Blender met en oeuvre par défaut un éclairage de type Lampe (Lamp), comme on peut le constater en examinant la fenêtre de hiérarchie. Dans certains cas, cet éclairage répond à notre besoin mais dans d'autres cas, on peut souhaiter éclairer différemment l'objet 3D.
Par exemple on peut avoir besoin d'éclairer davantage une ou plusieurs faces données ou de créer des ombres. Dans ce cas, il suffit d'ajouter et de positionner des lumières dans la scène 3D du projet en cours.

Blender offre des éclairages de type point, sun, spot, hemi et area.
Pour mettre en oeuvre un éclairage, un soleil (sun) par exemple, il faut cliquer l'onglet Create puis le bouton Sun. Le soleil apparaît alors dans la fenêtre de hiérarchie des éléments composant la scène 3D

Pour augmenter l'énergie du soleil (Sun):
1- On vérifie que la fenêtre de hiérarchie (outliner) et la fenêtre des propriétés sont bien ouvertes à leurs places habituelles (sur la partie droite de l'écran) sinon on les ouvre en cliquant le petit bouton en forme de trombonne double situé en haut à droite sous la barre de menu principal;
2- On sélectionne le soleil Sun dans la fenêtre des propriétés;
3- On écrit 1000, par exemple, dans le champs Energie dans la fenêtre des propriétés.

On déplace la sphère puis le soleil dans la scène 3D, après les avoir sélectionnés à tour de rôle dans la fenêtre de hiérarchie, jusqu'à ce que l'éclairement de la sphère soit celui recherché.

On procède de façon comparable pour créer, modéliser, texturer et éclairer différents objets 3D constitutifs d'une scène 3D de projet Blender.