dossier Femmes virtuelles

Les plus importants progrès réalisés ces dernières années dans la fabrication de personnages humains réalistes, ont porté sur le rendering photo-réaliste, en particulier sur des matières comme la peau, les cheveux ou les textures de vêtements comme la soie.

Pour adoucir les ombres d’un visage, un éclairage par dome light sera préféré, utilisé avec du ray-tracing, ou mieux de la radiosité ( global illumination ). Ainsi sera simulé sur la joue le reflet de la lumière sur le nez. Quant au regard, « il faut se rapprocher de l’anatomie de l’œil réel, pour que la lumière réagisse comme sur un vrai oeil, précise Alceu Baptistão, graphiste dans la société brésilienne Vetor Zero, avec une map pour l’iris – un dégradé combiné avec une texture procédurale – et par dessus une couche transparente qui simule la cornée et qui porte les réflexions et le spéculaire. » Les dents sont elles aussi difficiles à éclairer à cause de l’ombre portée des lèvres, il faut leur associer une source additionnelle.

La peau, un défi particulier

Pour la peau, surtout du visage vu en gros plan, la bonne texture de grain est primordiale. Une autre caractéristique de la peau, est la capacité de la couche de graisse de rediffuser par auto-illumination la lumière reçue. Pour réaliser la peau de son personnages Jessica, le graphiste François Rimasson explique « Je n'ai pas utilisé le Skin Shader classique de Maya, mais j'ai construit un Network spécifique, mixé à des maps d'occlusion, de spéculaire, et de translucence, qui donnent à la peau un aspect translucent et permettent de faire croire à la diffusion de la lumière sous la peau. Un spéculaire, légèrement bleuté et diffus permet de lui donner son coté huileux. » Pour simuler cette pénétration lumineuse de la peau, particulièrement visible sur les narines ou les lobes d’oreilles, le subsurface scattering fait merveille. Les caractéristiques de la peau variant en fonction des parties du corps, chez Attitude Studio, une map d’épaisseur de derme donne l’épaisseur de graisse et la distance au cartilage. De même pour simuler la luisance et la moiteur de la peau, ils utilisent aussi une map de graisse, par exemple, le front, le nez et le menton sont plus graisseux. En faisant varier la spécularité de la peau, cette map fait varier le look de la peau de sec à huileux. Dans Final Fantasy, la figure des personnages est plus luisante que les bras. Si le personnage est stressé ou se met à courir, la luisance a été augmentée, comme s’il commençait à transpirer.

Vers le temps réel

Les logiciels du commerce les plus populaires, comme 3ds Max et Maya, intègrent maintenant le shader Oren Nayar et le subsurface scattering. Nvidia a implémenté ces technologies sur ses cartes graphiques, grâce à son langage de programmation CG shader. Combinant des « maps de couleur, des maps de spéculaire et des maps de configuration sanguine, ce shader peut mimer la peau humaine dans ses moindres détails : la luisance d'une peau grasse, les effets de la micro-circulation sur l'épiderme, les jeux d'ombre et de lumière qui varient selon l'angle d'incidence de la lumière sur la peau. » Malgré les avancées technologiques, Laurent Martin, d’Attitude Studio, est conscient des limites actuelles des modèles « le subsurface scattering est adapté aux peaux jeunes, et convient en cas de lumière rasante, atténuée ou en contre-jour. Pour les peaux âgée auto réfléchissantes, le shader Oren-Nayar est idéal. Mais il faut se rendre compte qu’il n’y a pas aujourd'hui de shaders universels pour tous types de peau. »

Les vêtements

Si les femmes nues sont affectionnées dans les projets personnels, il est très souvent nécessaire de les habiller même partiellement. Faut-il modéliser le corps nu et lui ajouter des vêtements ou directement faire le corps avec des vêtements intégrés ? si les vêtements sont amples, ou si le personnage change de vêtements, il est préférable de construire les vêtements séparément. En revanche des vêtements collants, qui ne sont pas destinés à être enlevés, peuvent être modélisés directement sur le personnage. C’est le cas de Aki Ross dans Final Fantasy, qui a été modélisée avec ses sous-vêtements, même si une fausse Aki nue a circulé sur Internet. Les personnages de Final Fantasy, ont été modélisés pourtant avec de nombreux détails anatomiques. Pour gagner en réalisme, un squelette virtuel fait bouger des muscles qui font bouger la peau.

Les logiciels pour simuler la dynamique des tissus, et donc des vêtements, utilisent des algorithmes d’éléments finis. Le maillage géométrique d’une pièce de vêtements est transformé en interne en un assemblage de ressorts. La détection de collisions est effectuée avec la géométrie du corps. L’ensemble corps et vêtements en interaction doit être le plus léger possible. L’effort de simplification doit particulièrement porter sur les vêtements sur lesquels est fait un double calcul dynamique et collision. Pour Gerard Banel, de Syflex « deux résolutions différentes peuvent être utilisées pour le vêtement. Le modèle utilisé pour le rendu comporte beaucoup de détails en plus, comme les poches et les coutures. Le modèle utilisé par la simulation déforme le modèle de rendu, par exemple avec un "wrap deformer" dans Maya. » Ces très puissants logiciels de simulation de mouvements des vêtements, peuvent servir aussi à animer les chevelures suivant les mêmes lois physiques. Il faut généralement rajouter manuellement des ressorts pour éviter d'avoir les cheveux qui volent dans tous les sens.

Syflex, l’expérience de Final Fantasy

Parmi les nombreux logiciels de simulation dynamique de vêtements, les plus populaires sont Sim Cloth ou Cloth Reyes pour 3ds Max, ainsi que le très puissant Maya Cloth. Un nouveau challenger, est commercialisé par la société Syflex, fondée par les développeurs qui ont travaillé pour Final Fantasy.

Syflex est vendu comme plugin de Maya (Irix, Linux, Windows et Mac OS X ) ou XSI (Windows et Linux) et fonctionne sur surfaces polygonales. Une fois la simulation calculée, il est donc possible de revenir sur une frame et la modifier. Un noeud est aussi fourni par défaut pour permettre de mélanger plusieurs simulations, par exemple si on anime le début d'une simulation, et la fin d'une autre mais juste sur une portion du vêtement.

Gerard Banel, un des fondateurs de Syflex