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A propos d'Obligement
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David Brunet
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En pratique : Real 3D - Modélisation humaine
(Article écrit par Jac Pourtant et extrait d'Amiga News - juin 1998)
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J'ai choisi de vous entretenir de la modélisation humaine. Non qu'il y ait des modélisations différentes, mais si le résultat
est beaucoup plus satisfaisant en surfaces splines qu'en polygones, parce qu'on peut zoomer à souhait sans détecter d'angles
indésirables, la difficulté est accrue pour gérer une seule surface avec des splines.
En effet, certaines zones nécessitent une forte concentration de maillage, tandis que d'autres, situées dans le même alignement,
vont souffrir de cette forte concentration et ne toléreront aucune différence infime de positionnement, sous peine de relief
indésiré. Désolé pour les Realeurs qui aiment des instructions strictes et suivies où on leur mâche tout, je ne vais donner
que des lignes directrices, des conseils et des techniques générales.
Généralités
Real 3D est un monde à part, nous le savons déjà. Tous les autres programmes se servent des polygones et la compatibilité est
offerte par les nombreux programmes de conversion. On peut aussi charger des modèles humains polygonaux tout prêts dans Real 3D,
mais les inconvénients sont évidents : profils anguleux, temps de calculs et occupation de la mémoire prohibitifs, impossibilité
de texturer avec accrochage à la peau, sans compter un problème qui m'est arrivé récemment ; je voulais répartir des gouttelettes
d'eau à la surface d'une ondine avec les méthodes de particules de Phenomena, mais ce n'est possible que sur de la CSG ou sur des
meshes.
Dès qu'on modèle avec des splines, l'intérêt est de gérer le maximum de surfaces avec le minimum de meshes, et à
l'intérieur de ces meshes, le minimum de lignes directrices, ce qui n'est pas toujours possible.
Ainsi, au lieu de modéliser une tête et d'y rajouter des éléments comme le nez, la bouche, les yeux et les oreilles, il vaut
mieux essayer de combiner tout cela en un seul élément, car tant qu'on n'a pas les NURBS, on n'a pas les "fillets", technique
permettant la jonction des meshes sans joint visible. De même, on peut essayer de joindre la tête et le corps et même plus.
Si on veut un beau corps sans jointures, voici une technique idéale qui pourtant coûte de la mémoire et du temps de calcul :
c'est le chevauchement de plusieurs surfaces.
Le chevauchement des surfaces
On peut faire un corps supérieur en trois parties, buste + tête, buste + bras droit, buste + bras gauche. Les trois surfaces
vont se chevaucher sur le buste, mais on n'aura pas de jointures. De même, un bassin + jambe droite et un bassin + jambe gauche
nous donnera la moitié inférieure. Il ne restera plus qu'à faire chevaucher le haut et le bas par des courbes génératrices
communes. Ne nous y trompons pas, c'est un long travail et qui n'a sa raison d'être que pour des animations. En image fixe, on
peut toujours tricher, maquiller, ajuster ou cacher des jointures.
Bases de départ
De par mon expérience personnelle, je sais qu'il est plus facile de modéliser un corps qu'une tête, un pied ou une main. Alors,
si on ne veut pas partir de rien, voici plusieurs idées de départ :
1. Prendre des objets existants. Il y a déjà des corps, des têtes, des visages primitifs soit livrés avec Real 3D,
soit sur le CD de démo 3.5, soit sur l'Internet, etc.
2. Prendre des corps en polygones d'une provenance externe. Les CD de Cacheforce livrent des modèles polygonaux
(voir article de décembre 1997) assez bons, chargeables
directement dans Real 3D (figure 1). D'autres formats se laissent convertir en RPL grâce à OBI, Vertex, ou autres programmes de
conversion vers DXF et de DXF en RPL avec l'utilitaire DXF2RPL.
On peut s'essayer au "shrink mapping" consistant à projeter une surface mesh parallèlement, cylindriquement ou sphériquement sur
un de ces modèles polygonaux, mais pour obtenir des résultats (d'ailleurs insatisfaisants), il faut exagérer le maillage des
splines, quitte à supprimer des composantes inutiles après. Il faut bien dire que la technique n'est pas fine et même souvent
inutilisable. Si on veut de la précision, il faut réaliser cela soi-même. C'est possible mais long, et il faut déjà posséder
une grosse dose de patience.
Voici quelques conseils : préparer une forme générale convenant à l'objet. Cette forme doit être simple mais le plus proche de
la section type. En vue de côté, dupliquer la forme et l'amener au prochain changement de forme notoire du modèle. La première
et la dernière courbe doivent être positionnées exactement aux extrémités du modèle. Quand on est sûr de soi, on passe alors
en vue d'alignement. Il faut avoir une petite fenêtre de côté où on va définir un cube (ou autre) étroit que l'on va sélectionner
avec le menu "Settings/Clip Boxes/Select" (sans oublier d'activer "Settings/Clip Boxes/Active"). Ne sera alors plus visible que
la zone comprise dans ce cube. On voit alors, si on a bien positionné le cube de Clipbox, une tranche de notre modèle et une de
nos courbes. Il suffit alors de positionner, redimensionner cette courbe au plus près de notre section de modèle, puis, à l'aide
de "Modify/Freeform/Move KnotPoints" ("Amiga-K" ou "Ctrl-K" sur PC), d'amener la courbe très précisément sur la section du modèle.
Il faut bien entendu avoir choisi une courbe munie de suffisamment de points pour la zone la plus compliquée.
Dans la fenêtre de côté, on déplace le cube de Clipbox jusqu'à notre prochaine courbe et ainsi de suite. Une fois terminé, on
construit son mesh avec "Create/Freeform/Build from Curves" sans oublier de faire un "Modify/Freeform/Triple ends". On peut faire
ça avec des parties, par exemple, bras, avant bras, main, etc. et les réduire à des courbes ensuite, pour les assembler en un
seul objet. J'ai fait cela avec des membres, le corps et même une tête de CacheForce. C'est un bon départ.
3. Prendre un modèle de mannequin et étudier ses courbes en les traçant au crayon à la surface, puis découper le mannequin
en tranches et copier les sections.
4. Dans le même genre, j'ai trouvé un masque en plastique blanc à 22 FF dans une boutique d'articles de déguisement qui
se laisse bien découper en tranches et numériser ensuite.
5. On peut faire des photos de face, de profil, sous tous les angles d'un visage, et charger ces images en fond dans la
fenêtre de modélisation.
6. Si on a un caméscope et le moyen de convertir les images vidéo en images bitmap, il existe également un truc. A l'aide
d'une lampe halogène et d'une fente très fine, on fait tourner le modèle sur lui-même, éclairé seulement par ce fin rai de lumière
dirigé vers l'axe du modèle.
Enfin tout plutôt que de partir dans le vide, car à moins d'être particulièrement doué, on est généralement vite découragé.
Le confort
Avant de commencer, comme il faut compter pas mal d'heures et même de jours de corrections selon la complexité recherchée, il
est utile de se préparer un environnement adéquat. Commençons par les fenêtres "Tool". Toutes les opérations que nous utiliserons
et qui n'ont pas de raccourci clavier doivent avoir un gadget dans une fenêtre "Tool". Faire autant de fenêtres "Tool" que possible.
Il vaut mieux beaucoup de petites fenêtres qu'une grande pleine de gadgets difficiles à retrouver.
Selon la complexité ou le besoin, on peut prévoir une fenêtre de vue de côté derrière sa fenêtre principale ou à côté de celle-ci.
Il est pratique d'avoir une fenêtre "View Control" à disposition. Une fenêtre "Color" est également très utile pour changer la
couleur des courbes pour s'y retrouver quand on nage dans une trentaine de courbes. On peut également sélectionner toutes les
courbes gênantes et à l'aide de "Modify/Properties/Attributes" ou "i", cocher "WF-Invisible", les rendant ainsi invisibles.
Prévoir une fenêtre "Select" sur toute la hauteur de l'écran, si on travaille sur une structure complexe !
Les trucs
On peut s'aider de nombreux trucs. On peut faire des formes soi-même avec des courbes simples comme dans la figure 2. Ne pas oublier,
dans "View/Drawing Set" de sélectionner "C.Polyg" et de corriger les aberrations des splines à l'aide des sommets des asymptôtes
de courbes. Ce point est très important ! Une courbe paraît régulière, et pourtant on voit du relief au rendu. Il faut sélectionner
le contrôle de polygones pour éditer très précisément, mais la tâche est facilitée, grâce à l'exagération des lignes de contrôle.
Ne pas oublier non plus de jouer avec le maillage à l'aide des deux curseurs supérieurs. On peut même désactiver "Curves"
momentanément ou ne jamais s'en servir.
Comme je l'ai dit plus haut, personnaliser les courbes comme on le voit sur la figure 3 selon un code facile (les couleurs du spectre,
par exemple) permet de s'y retrouver dans l'enchevêtrement de courbes d'une zone tourmentée.
Sauvegardez souvent votre projet ! A chaque nouvelle étape, n'hésitez pas à sauvegarder sous un nouveau nom, en donnant des
indices (Head13.prj) pour vous y retrouver et vous y référer en cas d'erreur irréparable.
Réétudiez les raccourcis claviers, il
y en a sûrement que vous oubliez et qui pourraient vous faciliter grandement la tâche, surtout ceux de mouvement dans les fenêtres,
par exemple (dans les dernières versions, les combinaisons de touche droite avec les touches Ctrl, Shift et Alt, ou bien les
rotations à 90 degrés en combinant les flèches et Ctrl et Shift). On se fait ainsi facilement des vues de gauche, de dos ou de dessous.
Pensez aux plis éventuels pour aligner correctement les courbes dès le début.
Basiquement, la modélisation d'une tête repose sur
un cycle immuable. On ne travaille que sur une moitié. On la clonera de temps en temps pour voir si tout va bien. Pour ce faire,
la procédure est toujours la même : admettons que la courbe de départ qui passe par le milieu du nez soit s'appelle "line" et celle
passant par l'arrière de la tête "line.22". On sélectionne ces deux courbes en multi, on se met en vue de face ou de haut, on active
la grille et de côté, on fait un "Modify/Linear/Extend" ou "1" latéral de un ou plusieurs carreaux de grille à zéro, histoire de
ramener tous les points des deux courbes dans le plan de symétrie. On sélectionne ensuite et dans l'ordre, en multi, toutes les
courbes de "line.1" à "line.21" (c'est-à-dire sans la première et la dernière), on les clone avec "Modify/Structure/Duplicate",
on fait un "Modify/Linear/Mirror" toujours avec la grille activée évidemment, sans rien changer dans la fenêtre "Select",
c'est-à-dire avec tous nos duplicats sélectionnés en multi, un "Modify/Structure/Swap", puis on resélectionne les courbes en
partant de la "line" dans l'ordre où elles le sont dans la fenêtre "Select" toutes nos courbes jusqu'à la dernière qui doit
théoriquement dans notre exemple être la "line.23", on fait un "Create/Freeforme/Build from Curves", puis un "Modify/Freeform/Open-Close"
en ne sélectionnant que "Height" dans la fenêtre de requête. Là, on a son mesh complet.
Sinon, le travail sur la demi-tête consiste soit à travailler directement sur le mesh, avec ou sans Clipbox, soit en sélectionnant
des groupes de points avec le marquee (et la touche Shift) ou le lasso. Ou bien, on peut transformer le mesh en courbes soit
verticales, soit horizontales. Il est très pratique de passer de l'un à l'autre en convertissant toutes nos courbes en mesh,
d'activer le menu "Modify/Freeform/Exchage u & v" et de reconvertir notre mesh en courbes.
Lorsqu'une zone nécessite plus de précision, on passe en mode mesh et on rajoute une courbe intermédiaire à l'aide de la fonction
"Modify/Freeform/Insert", mais attention, le plus tard possible dans notre construction, car au moment où on la crée, cette
courbe sera bien positionnée entre ses deux soeurs par interpolation, mais plus tard, si on veut modifier une autre partie sans
détails, on aura une courbe de plus à repositionner très finement et c'est du travail qu'on aurait pu éviter. Si malgré tout on
ne peut pas, et qu'on doive délicatement repositionner des points de courbes très serrées, autant en profiter pour les espacer
plus régulièrement (remarquez dans la figure 3).
Lorsque ceci arrive, on n'a d'autre recours que d'agrandir le plus possible et de se guider par des courbes de référence. On crée
un grand cercle et on le fait coincider avec la portion de courbe à adoucir et on repositionne les points manuellement à très
fort grossissement, sinon gare au relief intempestif.
C'est terminé
Voilà pour ce mois-ci. Je continuerai le mois prochain, car sinon, je vais écrire un bouquin entier. Bon courage si vous vous
lancez dans l'aventure ! En attendant, regardez les résultats de mes essais. Ce n'est pas définitif, mais c'est déjà bien
avancé. Il y a quatre jours de travail de 14 heures environ.
Une dernière idée avant de lâcher ma plume, que j'ai eue ces derniers jours et que j'aimerais explorer dans le futur, serait
de modéliser une tête non plus autour d'un axe vertical, mais autour d'un axe passant par les oreilles, ce qui permettrait
d'intégrer ces dernières plus facilement.
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