Tutoriel : Geometry Nodes Blender : la modélisation procédurale

En modélisation classique, chaque sommet est placé à la main : changer le nombre de marches d'un escalier oblige à le refaire. En modélisation procédurale, on décrit la règle de construction et Blender calcule la géométrie. Les Geometry Nodes appliquent ce principe sous la forme d'un modificateur piloté par un arbre de nœuds : la forme dépend de quelques paramètres, modifiables à tout moment, sans rien détruire. Ce tutoriel pose les bases dans Blender 5.2, puis construit un escalier paramétrique nœud par nœud.

Prérequis

• Connaître l'interface de Blender : navigation dans la vue 3D, modes Objet et Édition, panneau des propriétés.
• La bonne version : ce tutoriel suit Blender 5.2. Les Geometry Nodes existent depuis Blender 2.92, mais leur fonctionnement a été refondu en 3.0 avec le système des champs (fields). Un tutoriel écrit pour 2.92 ou 2.93 ne s'applique plus : des nœuds comme Point Distribute ou Point Scale n'existent plus.
• Quelques notions 3D : sommets, arêtes, faces, position, rotation et échelle.

Démarrer

1. Créer un objet support : ajoutez un maillage avec Shift + A > Mesh > Plane. Sa géométrie ne servira pas, il porte seulement le modificateur.
2. Ouvrir l'espace de travail : l'onglet Geometry Nodes, en haut de la fenêtre, affiche la vue 3D, l'éditeur de nœuds et le tableur (Spreadsheet).
3. Créer l'arbre : l'objet sélectionné, cliquez sur New dans l'éditeur de nœuds. Blender ajoute un modificateur Geometry Nodes et un arbre où la géométrie va du nœud Group Input au nœud Group Output, sans changement.

Pour ajouter un nœud, appuyez sur Shift + A dans l'éditeur et tapez son nom. Pour relier deux nœuds, tirez un lien d'une sortie (à droite d'un nœud) vers une entrée (à gauche).

Les familles de nœuds

• Primitives : Cube, Cylinder, Grid, Mesh Line, Curve Circle… elles créent une géométrie à partir de rien.
• Opérations : Extrude Mesh, Subdivision Surface, Mesh Boolean, Transform Geometry, Join Geometry… elles modifient une géométrie.
• Points et instances : Distribute Points on Faces, Instance on Points, Realize Instances… pour répéter un objet de nombreuses fois.
• Champs : Position, Normal, Index, Random Value et les nœuds Math calculent une valeur pour chaque élément. Ils se lisent dans le contexte du nœud de géométrie auquel ils sont branchés, par exemple Set Position.

Exemple : un escalier paramétrique

Construisons un escalier dont le nombre de marches, la hauteur et la profondeur se règlent dans le panneau du modificateur.

1. Une ligne de points : ajoutez un nœud Mesh Line en mode Offset. Réglez Count sur 12 et Offset sur (0 ; 0,30 ; 0,18) : chaque point est 30 cm plus loin et 18 cm plus haut que le précédent.
2. Une marche : ajoutez un nœud Cube avec une Size de (1 ; 0,30 ; 0,18), soit une marche d'un mètre de large.
3. Répéter la marche : ajoutez Instance on Points. Branchez la Mesh Line sur Points et le Cube sur Instance, puis la sortie sur le Group Output à la place du lien existant. Les douze marches apparaissent.
4. Poser l'escalier au sol : le cube est centré sur son point, la première marche est donc à moitié enterrée. Réglez Start Location de la Mesh Line sur (0 ; 0,15 ; 0,09), la moitié de la marche.
5. Exposer les paramètres : tirez l'entrée Count de la Mesh Line vers l'emplacement vide du Group Input. Count apparaît dans le panneau du modificateur ; renommez-le dans le panneau Group de la barre latérale (N). Pour la hauteur, créez une entrée « Hauteur » de la même façon et envoyez-la, par des nœuds Combine XYZ, à la fois vers le Z de l'Offset et vers le Z de la Size du cube (puis la moitié, via un nœud Math, vers le Z de Start Location). La profondeur se traite de la même façon sur l'axe Y. Une seule valeur règle alors toutes les marches à la fois.
6. Fusionner si besoin : pour biseauter ou exporter l'escalier comme un seul maillage, ajoutez Realize Instances puis Merge by Distance avant la sortie.

Animer de façon procédurale

Deux façons de faire varier l'escalier dans le temps :

1. Images clés sur le modificateur : survolez une entrée exposée, Count par exemple, et appuyez sur I. Elle s'anime comme n'importe quelle propriété.
2. Le nœud Scene Time : il fournit le temps courant en secondes (Seconds) et en images (Frames). Divisez Frames par 5 avec un nœud Math, convertissez avec Float to Integer en mode Floor, et branchez le résultat sur Count : l'escalier gagne une marche toutes les cinq images.

Comprendre et accélérer un arbre

• Le nœud Viewer : Shift + Ctrl + clic sur un nœud le relie au Viewer, qui affiche la géométrie intermédiaire dans la vue 3D et ses valeurs dans le tableur. C'est l'outil de base pour comprendre une étape.
• Les temps d'exécution : le menu des superpositions (Overlays) de l'éditeur de nœuds active Node Timings, qui affiche le temps de calcul de chaque nœud lors de la dernière évaluation. Commencez l'optimisation par le nœud le plus lent.
• Rester en instances : une instance référence la géométrie au lieu de la copier. Réalisez les instances le plus tard possible, et seulement quand une opération l'exige.
• Cuire ce qui ne change pas : le nœud Bake enregistre le résultat d'une partie de l'arbre, sur une image (Still) ou sur une plage d'images (Animation), sur disque ou dans le fichier .blend. Blender relit alors ce résultat au lieu de le recalculer.

Réutiliser l'arbre

Un arbre réussi mérite d'être réutilisé. Sélectionnez un ensemble de nœuds et appuyez sur Ctrl + G : ils deviennent un groupe de nœuds, avec ses propres entrées et sorties, dans lequel on entre et dont on sort avec Tab. Un groupe marqué comme asset et rangé dans un catalogue apparaît ensuite dans le menu Add Modifier, à condition que son option d'usage Modifier soit activée : c'est ainsi que sont construits les modificateurs livrés avec Blender 5, comme Scatter on Surface ou les outils de cheveux. Le même escalier peut alors être ajouté à n'importe quel objet en deux clics, avec ses paramètres.

La modélisation procédurale consiste à décrire une règle plutôt qu'une forme. Avec Mesh Line, Cube et Instance on Points, l'escalier se règle en trois paramètres et s'anime sans une seule retouche manuelle. Le même raisonnement s'applique à des clôtures, des étagères, des façades ou des câbles : une primitive, une règle de répétition, des paramètres exposés. Pour un cas d'usage complet sur un terrain, voir notre tutoriel sur la végétation avec les Geometry Nodes.

Et au rendu ?

Les Geometry Nodes sont évalués à chaque image, y compris au rendu final : un arbre lent ralentit chaque image de l'animation, avant même que le moteur commence à calculer la lumière. Cuire les parties stables avec le nœud Bake, en gardant le résultat dans le fichier .blend, évite ce recalcul. Pour le rendu de l'animation elle-même, TURNA répartit les images sur 1 à 8 machines GPU depuis un add-on Blender, au temps réellement consommé. Le calculateur de temps de rendu donne une estimation avant de lancer.