Décimation de maillage préservant la géométrie : au cœur du moteur d'allègement BIM de 3D Expert

10 août 2026

Le pipeline produit : Où DeSymbolevies d'ation

Avant d'aborder les détails techniques, voici comment la décimation du maillage et la suppression des données redondantes s'intègrent au processus de production de 3D Expert. Ces techniquesUeCes opérations sont effectuées exclusivement pendant la phase d'allègement, jamais pendant l'extraction ou le rendu :

Plugin 3D/BIM (Extraction uniquement) — Actuellement, 6 modules d'exportation natifs sont disponibles pour les plateformes CAO/BIM (Revit, Bentley, Tekla, etc.), basés sur les API officielles des fournisseurs. Ce plugin extrait la géométrie, les textures, les matériaux, les arborescences de structure et les données attributaires des formats natifs (.rvt, .dgn, etc.) sans aucune perte de données. Sortie : fichier GLZIP intermédiaire (non compressé) + fichier de base de données (attributs). Le plugin n'effectue aucune décimation, compression ou allégement ; sa seule fonction est l'extraction sans perte à partir de formats propriétaires.
Générateur de fichiers OPTIONS (Allègement → Sortie .opt) — Le moteur d'allègement effectue la décimation du maillage, la suppression des données redondantes, la compression Draco, la génération des niveaux de détail (LOD) et l'empaquetage de la base de données d'attributs, le tout sur l'ordinateur local de l'utilisateur. Il accepte les formats intermédiaires GLZIP (provenant du plugin) ou les formats ouverts (IFC, FBX, STEP, 3DXML, etc.). Sortie : modèle au format **.opt** + fichier de base de données. Il s'agit du SEUL produit qui génère des fichiers .opt pour le rendu web.
3D Model & Data Assist (Allégement + Rendu sur ordinateur, Win 10+) — Application native Windows 10+ qui importe les fichiers GLZIP (via un plugin) ou les formats ouverts, effectue la même décimation du maillage et la suppression des données redondantes que Opt File Generator, puis effectue immédiatement le rendu du modèle avec une requête complète sur toutes ses propriétés — le tout dans une seule application intégrée. Ne génère PAS de fichiers .opt ; il s’agit d’un outil destiné à l’utilisateur final, et non d’un convertisseur de fichiers.
Chargeur Rapid3D pour Three.js (Rendu Web) — Ce package npm lit et charge directement les modèles au format .opt (générés par Opt File Generator) dans les scènes Three.js. Il intègre un décodeur WASM Draco pour la décompression côté navigateur avec diffusion progressive des segments. Il s'agit de l'étape de rendu : le package consomme les fichiers .opt, sans jamais les produire ni les modifier.

En résumé : le plugin extrait les données des formats natifs et les convertit en fichiers GLZIP intermédiaires. Opt File Generator effectue la décimation du maillage et la suppression des redondances, puis génère des fichiers .opt pour le déploiement web. 3D Model & Data Asst effectue le même allègement et effectue le rendu directement sous Windows 10 et versions ultérieures, sans générer de fichier .opt. Rapid3D Loader lit les fichiers .opt pour le rendu web.

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Partie I : Décimation automatique du maillage — Correspondance avec le produit

Simplification préservant la géométrie basée sur la méthode QEM

La décimation automatique du maillage est un processus qui réduit le nombre de triangles tout en préservant l'aspect visuel du modèle et, surtout pour le BIM, sa précision technique. Le moteur de décimation de 3D Expert repose sur un algorithme QEM (Quadriric Error Metric) amélioré, optimisé par l'adaptation à la courbure, la protection des arêtes, la validation topologique et la préservation des UV et des textures. Ces fonctionnalités sont mises en œuvre par Opt File Generator et 3D Model & Data Assist lors de l'allègement du maillage.

Impact des triangles en excès dans les modèles BIM sur les performances :

Indicateur de performance	Impact des triangles excédentaires	Amélioration après décimation
Appels de tirage	De nombreux maillages dispersés provoquent une explosion des appels de dessin	Réduction de 60 à 80 % après fusion des mailles
Mémoire GPU	Les VBO surdimensionnés provoquent un débordement de mémoire	Nombre de sommets réduit de 50 à 80 %, mémoire significativement diminuée
Fréquence d'images (FPS)	La charge de rastérisation du GPU fait chuter le nombre d'images par seconde en dessous de 30.	Plus de 60 FPS stables après décimation

Effondrement de bord basé sur QEM — La norme industrielle, améliorée

La métrique d'erreur quadratique (QEM), introduite par Garland et Heckbert en 1997, demeure la norme de facto pour la simplification de maillages dans les applications industrielles. Le moteur de 3D Expert utilise une variante améliorée de la QEM qui construit une matrice d'erreur symétrique 4×4 Q pour chaque sommet, accumule les contraintes géométriques de tous les plans de faces adjacents et priorise la réduction des arêtes en minimisant l'erreur quadratique résultante. Le processus consiste à parcourir toutes les arêtes, à calculer le coût de réduction de chacune, à les trier dans une file de priorité (tas min) et à réduire itérativement les arêtes de coût le plus faible jusqu'à ce que le nombre de triangles cible ou le seuil d'erreur soit atteint.

Géré par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Windows 10 et versions ultérieures). Entrée : GLZIP depuis le plugin 3D/BIM (extraction uniquement) ou formats ouverts (IFC, FBX, STEP, 3DXML).

Simplification adaptative tenant compte de la courbure

Toutes les surfaces ne tolèrent pas la décimation de la même manière. Les zones planes (murs, dalles de sol) peuvent perdre 80 à 90 % de leurs triangles avec un impact visuel négligeable, tandis que les zones à forte courbure (poutres courbes, tuyaux cylindriques, joints sphériques) nécessitent une tessellation plus dense pour préserver la fidélité de la forme. Le moteur calcule la courbure moyenne à chaque sommet et applique un facteur de pénalité (par défaut 5,0×) aux arêtes des zones à forte courbure, orientant la décimation en priorité vers les zones planes. La formule finale du coût d'effondrement intègre plusieurs pondérations : Coût = Erreur(v̄) × w_limite × w_courbure × w_uv × w_entité.

Alimenté par: Générateur de fichiers OPTIONS (allègement → sortie .opt) ou Modèle 3D et assistant de données (allègement + rendu de bureau, Win 10+)

Protection des bords

Les modèles BIM contiennent des arêtes essentielles à l'ingénierie : contours des composants, transitions de sections et nœuds de connexion. La fusion de ces arêtes déformerait les profils des composants et compromettrait l'interprétation technique. Le moteur détecte et protège trois catégories : les arêtes de frontière ouvertes (référencées par un seul triangle), les arêtes de frontière de matériau (triangles adjacents avec des identifiants de matériau différents) et les arêtes de pliure (variation d'angle normale > 60°). Les arêtes des éléments reçoivent un coefficient multiplicateur configurable (par défaut : 10,0 à 100,0×), ce qui les rend quasiment insensibles à la fusion prioritaire.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Préservation de la topologie et validation de la variété

Chaque fusion d'arêtes est validée selon cinq règles topologiques avant son exécution : vérification de variété (aucune arête partagée par au moins trois triangles), vérification d'inversion des normales (les normales des faces adjacentes ne doivent pas s'inverser), vérification de connectivité (le maillage ne doit pas se scinder en corps distincts), vérification de dégénérescence (aucun triangle d'aire nulle n'est créé) et vérification d'auto-intersection (la nouvelle position du sommet ne doit pas entrer en collision avec la géométrie adjacente). Les fusions invalides sont rejetées et ignorées, garantissant ainsi que le maillage de sortie reste une variété valide, adaptée au rendu, à la détection de collisions et aux opérations booléennes.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Préservation des coordonnées UV et de la texture du matériau

Les surfaces des composants BIM comportent souvent des textures de matériau. Une gestion incorrecte des UV lors de la décimation entraîne des problèmes d'alignement, d'étirement ou de rupture des textures au niveau des raccords. Le moteur implémente quatre stratégies de protection UV : le verrouillage des sommets des raccords (les sommets situés sur les raccords UV sont exclus de la fusion), la pondération des arêtes des limites UV (coût supplémentaire pour les arêtes situées sur la limite UV), l'interpolation UV pondérée pour les nouveaux sommets (basée sur les poids des surfaces des triangles adjacents) et le verrouillage des limites de matériau (les arêtes chevauchant des matériaux différents ne peuvent pas être fusionnées).

Alimenté par: Générateur de fichiers OPTIONS (allègement → sortie .opt) ou Modèle 3D et assistant de données (allègement + rendu de bureau, Win 10+)

Recalcul normal et gestion des bords durs/mous

Après la suppression des faces par effondrement d'arêtes, les normales des sommets adjacents doivent être recalculées pour un éclairage correct. Le moteur utilise un calcul de normale pondéré par la surface : nouvelle normale = Σ(surface du triangle × normale du triangle) / Σ surface du triangle. La classification des arêtes (dures/douces) est appliquée automatiquement : si l'angle entre les normales de triangles adjacents dépasse 30° après effondrement, l'arête est conservée comme une arête dure avec des normales non interpolées. Pour les composants avec des cartes normales, les vecteurs tangents et bitangents sont recalculés simultanément.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Préservation de la symétrie

Les composants BIM présentent généralement une symétrie (poteaux rectangulaires, tuyaux cylindriques, poutres à section symétrique). Une décimation non contrôlée peut rompre cette symétrie et engendrer des asymétries visuellement disgracieuses. Le moteur effectue une détection des plans de symétrie avant le début de la décimation, identifie les paires de sommets symétriques et applique des contraintes d'effondrement synchronisées, garantissant ainsi que les deux côtés d'un composant symétrique sont simplifiés de manière identique.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Les cinq contrôles de validation de topologie effectués avant chaque effondrement d'arête :

Vérifier	Description	Action
Vérification du collecteur	L'effondrement crée-t-il une arête non-manifold (3+ triangles) ?	Rejeter l'effondrement
Vérification normale du retournement	Les normales des faces adjacentes s'inversent-elles après l'effondrement ?	Rejeter l'effondrement
Vérification de la connectivité	L'effondrement modifie-t-il la connectivité du maillage (corps divisé) ?	Rejeter l'effondrement
Vérification dégénérée	L'effondrement crée-t-il des triangles d'aire nulle ?	Effondrement + suppression des dégénérés
Auto-intersection	La nouvelle position du sommet entre-t-elle en collision avec la géométrie adjacente ?	Rejeter l'effondrement

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Partie II : Suppression des données redondantes du maillage — Correspondance avec le produit

Soudage, élimination des déchets et dépollution des ressources

La décimation réduit le nombre de triangles, mais les objets maillés exportés des plateformes de CAO contiennent des données redondantes supplémentaires : sommets dupliqués, géométrie dégénérée et ressources non référencées. Ces éléments ne contribuent pas au rendu, mais consomment de la mémoire et ralentissent le chargement. Le nettoyage de ces données après la décimation réduit davantage la taille du modèle et améliore les performances d'exécution.

Test de soudage Vertex pour tous les types de modèles :

Type de modèle	Sommets avant	Sommets Après	Réduction
Bâtiment (Tour de bureaux)	4 200 000	2 100 000	50%
Infrastructure (Pont)	8 600 000	4 900 000	43%
Usine industrielle (usine chimique)	15 300 000	8 700 000	43%

Soudage de sommets redondants (Fusion)

Les exportateurs CAO produisent fréquemment plusieurs copies de sommets à une même position spatiale : chaque triangle contient des données de sommets indépendantes, les opérations booléennes laissent des résidus et les effets secondaires de la tessellation génèrent des doublons. L’algorithme de fusion utilise une grille de hachage spatiale pour regrouper les sommets par coordonnées quantifiées, puis effectue une recherche de proximité au sein de chaque groupe. Deux sommets situés à une distance inférieure à epsilon (0,001 unité de modèle par défaut) sont fusionnés uniquement si leurs normales, UV et identifiants de matériau sont identiques ; les sommets présentant des attributs différents (arêtes vives, coutures UV) sont conservés. Les indices des triangles sont mis à jour pour référencer le sommet fusionné. Les données de référence montrent une réduction du nombre de sommets de 43 à 50 % pour tous les types de modèles.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Suppression de la géométrie dégénérée

Les triangles dégénérés (ceux dont l'aire est nulle ou quasi nulle) ne contribuent pas au rendu visible, mais occupent de l'espace dans le tampon d'index. Ils résultent généralement de résidus d'opérations booléennes ou de problèmes de précision de la tessellation. Le moteur détecte les triangles dégénérés selon trois critères : test d'aire nulle (aire

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Nettoyage des ressources non référencées

Les objets maillés peuvent contenir des ressources définies mais non référencées qui consomment de la mémoire sans produire de rendu. Après la décimation et la soudure, le moteur effectue une analyse complète du nombre de références pour nettoyer : les sommets orphelins (nombre de références = 0), les emplacements de matériaux inutilisés (aucune référence de triangle), les canaux UV vides (UV2/UV3 tous [0,0]), les canaux de normales vides (tangente/bitangente tous [0,0,0]) et les canaux de couleur vides (tous [1,1,1,1]). Ce nettoyage réduit l’empreinte mémoire de 5 à 10 % supplémentaires.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Types de ressources non référencées nettoyées lors de la phase de post-nettoyage :

Type de ressource	Description	État de nettoyage
Sommets orphelins	Sommets non référencés par un triangle	Compteur de références = 0
Matériaux inutilisés	Emplacements de matériaux définis mais non référencés par des triangles	Nombre de références matérielles = 0
Canaux UV vides	Les canaux UV2/UV3 sont présents mais tous à zéro.	Valeurs des canaux toutes [0,0]
Canaux normaux vides	Les canaux tangents/bitangents sont tous à zéro.	Les valeurs des canaux sont toutes [0,0,0]
Canaux de couleur vides	Canal de couleur du sommet entièrement blanc [1,1,1,1]	Valeurs des canaux toutes [1,1,1,1]

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Partie III : Le pipeline de traitement en cinq étapes

La décimation du maillage et la suppression des données redondantes sont exécutées en continu au sein du pipeline d'allègement. Le flux complet comprend cinq phases séquentielles, exécutées intégralement sur l'ordinateur local de l'utilisateur par Opt File Generator ou 3D Model & Data Assistant.

Phase 1 : Prétraitement

Le fichier d'entrée (GLZIP intermédiaire du plugin 3D/BIM ou formats ouverts tels que IFC, FBX, STEP, 3DXML) est analysé et converti en une structure de données de maillage interne. L'analyse topologique identifie les arêtes de frontière, les limites de matériau et les discontinuités normales pour le marquage des arêtes des éléments. La détection de symétrie identifie les plans de symétrie des composants et enregistre les paires de sommets symétriques.

Importation des données : plugin 3D/BIM (extraction → GLZIP) ou formats ouverts (IFC, FBX, STEP, 3DXML). Traitement : Opt File Generator ou 3D Model & Data Assistant.

Phase 2 : Nettoyage préalable de la redondance

Avant la décimation, une première passe de fusion des sommets réduit la charge de calcul ultérieure. Les triangles dégénérés et les sommets orphelins sont supprimés. Un journal de pré-nettoyage enregistre le nombre de sommets et de triangles supprimés à des fins de traçabilité.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Phase 3 : Décimation automatique

Des matrices d'erreur QEM sont construites pour chaque sommet. Les coûts de réduction des arêtes sont calculés en tenant compte de tous les facteurs de pondération (frontière, courbure, coordonnées UV, caractéristique). Une file de priorité de type tas minimal pilote la réduction itérative des arêtes, du coût le plus faible au plus élevé, avec une validation de la topologie avant chaque opération. Le processus s'arrête lorsque le nombre de triangles cible ou le seuil d'erreur maximal est atteint.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Phase 4 : Redondance et nettoyage post-intervention

La décimation peut générer de nouveaux sommets dupliqués (suite à la fusion des arêtes), une seconde passe de soudure est donc exécutée. Les ressources non référencées (sommets orphelins, emplacements de matériaux vides, canaux vides) sont nettoyées par comptage des références.

Propulsé par : Opt File Generator (allègement → sortie .opt) ou 3D Model & Data Asst (allègement + rendu sur ordinateur, Win 10+)

Phase 5 : Post-traitement et sortie

Toutes les normales et tangentes des sommets concernés sont recalculées. Les tables de correspondance des ID de composants sont mises à jour afin de garantir la validité des requêtes de la base de données d'attributs. Le générateur de fichiers .opt produit ensuite un fichier modèle au format .opt ainsi qu'un fichier d'attributs de base de données, prêts à être utilisés par Rapid3D Loader sur le Web. L'application 3D Model & Data Asst ignore l'étape de génération du fichier .opt et charge directement le résultat dans son moteur de rendu intégré pour Windows 10 et versions ultérieures.

Générateur de fichiers .opt : génère un fichier .opt + base de données → Rapid3D Loader (rendu web). Assistant de modèles et de données 3D : allègement + rendu direct sur ordinateur (Windows 10 et versions ultérieures, sans fichier .opt).

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Quel produit pour quel besoin ?

La décimation du maillage et la suppression des données redondantes sont des fonctionnalités communes aux deux produits d'allègement. Le produit que vous choisirez dépendra de l'emplacement de vos utilisateurs finaux et de leurs besoins concernant le modèle.

Vous développez une plateforme BIM web ou un tableau de bord de jumeau numérique ?Utilisez le plugin 3D/BIM pour extraire les fichiers natifs .rvt/.dgn au format GLZIP, puis exécutez Opt File Generator pour effectuer la décimation du maillage et la suppression des redondances (sortie : .opt + base de données). Déployez les fichiers .opt sur votre serveur web. Chargez-les avec Rapid3D Loader pour Three.js. Les paramètres de décimation sont ajustables grâce aux profils prédéfinis d'Opt File Generator.
Fournir des maquettes BIM aux clients pour une consultation hors ligne sur leur ordinateur ?Utilisez le plugin 3D/BIM pour extraire les données, puis fournissez au client l'assistant Modèle 3D et Données (Windows 10 et versions ultérieures). Il importe le fichier GLZIP (ou des formats ouverts comme IFC/FBX/STEP), et l'application effectue la décimation et la suppression des redondances, puis affiche le modèle dans une interface intégrée ; aucun fichier .opt supplémentaire n'est nécessaire.
Traitement des formats ouverts (IFC, FBX, STEP, 3DXML) sans licence CAO native ?→ Ignorez le plugin. Intégrez directement les formats ouverts dans Opt File Generator pour la décimation par lots et la sortie .opt (pour le Web), ou dans 3D Model & Data Asst pour la décimation interactive et la visualisation sur ordinateur.
Diffusion sur le Web et sur ordinateur ?→ Pour le web : extraire avec le plugin (natif) ou importer les formats ouverts → Générateur de fichiers .opt (décimation + sortie .opt) → Chargeur Rapid3D. Pour ordinateur : importer les fichiers GLZIP ou les formats ouverts directement dans 3D Model & Data Asst (Windows 10 et versions ultérieures) — la décimation et le rendu sont effectués dans une seule application, sans fichier .opt.

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Résumé technologique

Technique	Méthode de base	Préservation de précision	Effet typique
Décimation de maillage	QEM amélioré + effondrement de bord	Prise en compte de la courbure + contour des caractéristiques + vérification de la topologie	Réduction du triangle de 50 à 85 %
Soudage Vertex	Correspondance par hachage spatial et epsilon	Vérification de la cohérence des attributs	Réduction du sommet de 43 à 50 %
Élimination dégénérée	Détection de zone nulle / colinéarité	Supprime uniquement la géométrie invalide	Réduction du triangle de 2 à 5 %
Nettoyage des ressources	comptage de référence	Supprime uniquement les ressources à référence nulle	Réduction de mémoire de 5 à 10 %

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Conclusion : Pourquoi la précision est importante

La décimation du maillage et la suppression des données redondantes sont les piliers de l'allègement des modèles BIM. La différence entre une visionneuse 3D basique et une application BIM professionnelle ne réside pas dans la décimation elle-même, mais dans sa capacité à préserver la précision d'ingénierie. Un outil de simplification de maillage généraliste peut réduire le nombre de triangles en un week-end. En revanche, il faut des années d'ingénierie spécialisée pour préserver les arêtes des éléments, maintenir la validité de la topologie, protéger les raccords UV, respecter la symétrie et garantir que la précision dimensionnelle de chaque composant soit préservée après le processus.

L'approche de 3D Expert — un QEM amélioré avec adaptation à la courbure, protection multicritères des contours, validation topologique en cinq étapes et nettoyage des redondances en deux passes — permet une réduction des données de 70 à 85 % tout en préservant la fidélité géométrique exigée par les professionnels de l'AEC. Grâce à l'intégration de ces techniques dans Opt File Generator et 3D Model & Data Asst, la précision reste identique, que vos utilisateurs visualisent les modèles dans un navigateur via Rapid3D Loader ou sur un poste de travail via 3D Model & Data Asst.

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À propos de l'entreprise

3D Expert Co., Ltd., dont le siège social est situé à Osaka, au Japon, développe des logiciels 3D/BIM haute performance pour le secteur mondial de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AEC). Notre gamme de produits comprend :

Plugin 3D/BIM — Actuellement, 6 modules d'exportation natifs pour les plateformes CAO/BIM, basés sur les API officielles des fournisseurs. Extraction sans perte de la géométrie, des textures, des matériaux, des arborescences et des attributs à partir des formats natifs (.rvt, .dgn, etc.). Sortie : GLZIP intermédiaire. Aucune compression, décimation ou allégement n'est effectué.
Générateur de fichiers .opt — Moteur d'allègement pour le traitement par lots. Prend en charge les fichiers GLZIP intermédiaires (provenant d'un plugin) ou les formats ouverts (IFC, FBX, STEP, 3DXML, etc.) et applique la décimation du maillage, la suppression des données redondantes, la compression Draco, la génération de LOD et l'optimisation du maillage sur l'ordinateur de l'utilisateur. Sortie : modèle au format .opt + base de données. C'est le SEUL produit qui génère des fichiers .opt.
Assistant de modélisation et de données 3D — Application native pour Windows 10 et versions ultérieures. Importe les fichiers GLZIP (via un plugin) ou les formats ouverts, effectue la même décimation du maillage et la suppression des redondances que le générateur de fichiers .opt, puis génère immédiatement le rendu du modèle avec une requête complète sur toutes ses propriétés — le tout dans une seule application intégrée. Ne génère pas de fichiers .opt.
Rapid3D Loader pour Three.js — package npm (opt-rapid3d-loader) avec décodeur WASM Draco intégré, streaming progressif par blocs et API d'interaction complètes. Lit et charge directement les modèles au format .opt (produits par Opt File Generator) dans les scènes Three.js.

Pour en savoir plus ou démarrer un essai gratuit, rendez-vous sur https://www.opt3ds.com/

Contact: info@3dexpert.jp