Le module Tissu est un moteur de simulation de pointe qui permet de créer des vêtements réalistes pour vos personnages et d'autres créatures. Il est conçu pour fonctionner avec les outils de modélisation de 3ds Max et peut transformer presque n'importe quel objet 3D en tissu. Il permet également de créer entièrement de nouveaux vêtements.
Avant de commencer à utiliser le module, nous vous conseillons de lire cette présentation. Elle fournit des informations sur la technologie de simulation de tissu, pour vous permettre de bien comprendre le fonctionnement du module. Vous pourrez mieux vous familiariser avec le processus de définition de scènes, le comportement des tissus et la gamme de commandes avancées disponibles.
En tant qu'artiste et créateur, vous allez utiliser cette connaissance pour adapter les effets et l'interaction des tissus dans vos scènes, ainsi que la manière de tirer pleinement parti du logiciel.
Technologie de simulation de tissu
La simulation de tissu est le processus consistant à répliquer le mouvement et la déformation d'une pièce de tissu ou d'un vêtement pour imiter sa réaction dans la réalité. Le fonctionnement de la simulation exige la création préalable d'un objet tissu, tel qu'une nappe ou un pantalon. Vous devez ensuite définir les éléments d'interaction du tissu. Il peut s'agir d'un objet collision comme le dessus d'une table ou la jambe d'un personnage, ou d'une force comme le vent ou la gravité.
Restrictions
Bien que le module Tissu soit conçu pour permettre de créer des vêtements pour vos modèles, vous devez noter que, de par sa nature même, la simulation de tissu n'est qu'une approximation de la réaction d'un tissu réel dans certaines circonstances; le module présente des restrictions.
L'un des aspects les plus importants de l'utilisation du module réside dans le temps que peut prendre la création d'une simulation. Si vous souhaitez obtenir une simulation totalement correcte d'un point de vue physique, vous risquez de rencontrer des problèmes. La dynamique des tissus à ce niveau de précision (et de détail géométrique) pourrait durer très longtemps, même sur un ordinateur rapide. Vous devez donc apprendre à abaisser la précision des simulations à un niveau raisonnable. Cela ne signifie pas l'impossibilité d'obtenir des tissus réalistes, mais simplement qu'il faut être prêt à accepter certains compromis.
Compromis
Afin de créer une simulation réaliste, vous devez obtenir un équilibre entre le temps d'une part et la qualité et la précision d'autre part. Plus vous allez disposer de temps, plus la simulation va offrir qualité et précision. Il est inutile de créer un modèle avec 10 000 polygones si vous pouvez définir la forme aussi bien avec 3 000. Il en est de même pour les simulations de tissu.
Forces internes et externes
Différentes forces entrent en jeu lors de la simulation. Des forces internes, telles que la courbure, l'étirage et le découpage, permettent une déformation réaliste du tissu. Des forces externes, telles que la gravité, le vent et les collisions, entraînent une interaction du tissu avec son environnement. Pour obtenir une simulation de qualité, vous devez considérer la plupart ou l'ensemble de ces facteurs. Sans l'action de ces forces, une pièce de tissu resterait un plan plat et inerte.
Détection de collision
Lorsque vous mettez une chemise ou un pantalon à un personnage, vous ne voulez pas qu'une partie du corps ressorte à travers le tissu. Le résultat souhaité est que le vêtement se déforme autour du maillage (plutôt qu'à travers lui) afin qu'il n'existe aucune intersection. La détection de collision le permet ; dans le module Tissu, vous spécifiez pour la simulation les objets qui vont servir de tissus et ceux qui vont servir d'objets collision.
Fondamentalement, des capteurs virtuels sont envoyés à partir des sommets des objets tissu pour déterminer s'il existe d'autres objets avec lesquels ils pourraient entrer en collision. Si l'un des capteurs heurte un objet, la simulation sait qu'elle doit déformer le tissu. Il est important de noter qu'un maillage de tissu avec plusieurs sommets possède plus de capteurs et peut s'avérer plus efficace en matière de détection de collision. Ce point est essentiel, car si vous créez un personnage contenant un grand nombre de polygones (objet collision), vous devez augmenter la densité du tissu, ou le maillage (grand nombre de polygones) va ressortir à travers l'objet tissu (petit nombre de polygones). En effet, le nombre de capteurs est alors insuffisant pour détecter tous les détails de l'objet collision.
Dans ce cas, l'alternative consiste à ajouter un ou plusieurs maillages Proxy comportant un petit nombre de polygones pour le personnage afin de ne plus avoir besoin d'objets tissu à densité élevée qui vont ralentir la simulation. Nous reviendrons sur la densité de maillage dans la section suivante.
Enfin, si vous simulez des objets tissu se déplaçant rapidement, vous devrez peut-être augmenter la valeur de la densité pour bénéficier d'un nombre supérieur de capteurs. En outre, vous devrez peut-être ajuster la longueur des pas pour vérifier plus souvent la présence d'objets collision.
Présentation de la conception de tissus et de patrons
Les patrons de couture sont normalement découpés à partir de pièces planes de tissu et assemblés. L'endroit auquel une pièce de tissu est cousue à une autre porte le nom de couture. Les patrons sont en général symétriques, le côté gauche du vêtement correspondant au droit.
Jupe
L'exemple le plus simple est un patron de jupe composé de deux pièces, avec une forme similaire pour le devant et le dos. La forme du dos est un peu plus large que le devant pour tenir compte des hanches et des fesses.
Les deux pièces sont cousues ensemble sur les côtés pour former une jupe simple.
Le bord inférieur d'un vêtement porte le nom d'ourlet. Dans le patron Skirt Pattern, la ceinture et l'ourlet sont légèrement incurvés. Lorsqu'une personne met la jupe, la courbe s'aplatit sur la taille, alors que la jupe tombe en plis vers l'ourlet. Comme la ceinture et l'ourlet sont tous les deux incurvés, la jupe tombe partout à la même longueur.
T-shirt
Un patron de t-shirt est un peu plus compliqué. Un patron de t-shirt simple consiste en deux pièces, une pour le devant et une autre pour le dos. L'encolure sur la pièce du dos est plus haute que celle sur le devant. Vous cousez les coutures le long des côtés et aux épaules, en laissant l'espace des bras ouvert.
Vous pouvez également ajouter des manches au t-shirt. Un patron de manche est en forme de cloche.
La manière dont ce patron se transforme en une manche peut a priori ne pas être évidente. La grosse bosse de la cloche épouse l'épaule, afin de lui donner de l'espace pour bouger.
Pantalon
Un patron de pantalon possède une forme incurvée en haut pour s'adapter aux hanches. Les bords droits plus long et plus court sont respectivement la couture externe et la couture interne. La courbe près du haut épouse le ventre ou les fesses, et l'entrejambe.
Chaque pièce est coupée deux fois. Les deux pièces de devant sont cousues ensemble le long de la fourche, et les deux pièces du dos le sont de la même manière. Le devant est ensuite fixé au dos sur les coutures externes et internes.
Pinces
Les pinces sont des plis cousus dans un groupe de fonctions ou des découpes en V sur un bord d'un groupe de fonctions de vêtement (voir la figure ci-dessous) qui donnent au vêtement une forme incurvée.
Les pinces étaient avant très utilisées pour les vêtements féminins de tous les jours, en particulier sur les chemisiers et les robes. Toutefois, les vêtements amples ou extensibles n'exigent pas de pinces. Elles sont à présent surtout utilisées pour les tenues de soirée et les vêtements sur mesure.
Conception de vêtements et techniques
L'une des manières de créer un vêtement consiste à dessiner un patron et à l'assembler avec le modificateur Fabricant de vêtement. Ce dernier sert à réaliser des coutures, dessiner des groupes de fonctions de tissu et définir des densités de tissu. Vous pouvez l'utiliser pour créer des coutures pour le patron dans un format plan classique ou dans un format 3D visuel, simple d'emploi.
Dans la réalité, la fabrication de vêtements consiste à découper des formes dans des pièces de tissu et à les coudre ensemble le long de coutures avec du fil. Fabricant de vêtement simule ce processus. Vous devez d'abord créer un patron qui va définir les formes des groupes de fonctions. Les patrons de vêtements utilisent en général des formes inhabituelles dans la vie courante. Les utilisateurs qui ne sont pas des modélistes expérimentés risquent d'éprouver du mal à créer entièrement ces formes. Il est souvent préférable d'utiliser au début un patron dessiné par une autre personne. Le module Tissu comporte différents patrons/modèles pour les t-shirts, les pantalons, les vestes, etc. Vous pouvez également acquérir un logiciel qui va générer ces patrons/modèles au format DXF.
Un de ces logiciels est PatternMaker, disponible à l'adresse suivante : http://www.patternmaker.com. Si vous souhaitez ne pas vous limiter à la modification des patrons/modèles que fournit le module Tissu, il est souvent utile d'employer de telles applications pour faciliter la création de patrons/modèles et vous familiariser avec le processus.
Patron de t-shirt et pièces du t-shirt cousues ensemble avec Fabricant de vêtement
Modélisation de vêtements
Fabricant de vêtement est un outil utile pour l'assemblage de patrons et l'ajustement de coutures, mais vous pouvez également obtenir de bons résultats en modélisant avec les outils standards de 3ds Max et en utilisant le modificateur Tissu pour les maillages créés. Vous pouvez créer des vêtements avec des polygones, des patchs ou des objets NURBS.
Avantages et inconvénients
Fabricant de vêtement constitue en général la meilleure solution pour la conception de vêtements. Vous pouvez définir des coutures, la résistance de couture, des plis et d'autres paramètres qu'il est impossible de spécifier avec les autres méthodes de modélisation. Elles permettent de définir différentes parties des vêtements avec divers tissus, mais Fabricant de vêtement offre plus de contrôle en la matière. L'avantage d'utiliser des vêtements modélisés réside dans le fait que cela accélère parfois la configuration avec des méthodes habituelles tout en permettant de recycler facilement d'anciens modèles créés auparavant. L'emploi de modèles à base de polygones peut se traduire par des plis trop réguliers. Fabricant de vêtement utilise un maillage Delaunay, qui tend à éviter ce problème. Toutefois, la triangulation irrégulière peut aboutir au rendu d'artefacts pour des tissus à faible résolution. Il est donc conseillé d'appliquer le modificateur HSDS après Tissu à des vêtements créés avec Fabricant de vêtement et de subdiviser une fois tous les triangles.
Gauche : maillage Delaunay de générateur de vêtement
Droite : maillage à quadrilatères modélisé
Fonctionnement de Tissu
Le module Tissu est disponible dans 3ds Max sous la forme de deux modificateurs : Fabricant de vêtement et Tissu. Grâce à eux, vous pouvez transformer presque tout objet 3D en un objet tissus, ou créer des vêtements de manière plus traditionnelle à partir de modèles 2D, puis coudre ensemble les groupes de fonctions. Mais, avant de considérer en détail ces deux modificateurs, il est utile d'aborder la manière de préparer l'utilisation de Tissu. Cela recouvre les effets de la géométrie sur le comportement de Tissu ainsi que la densité des maillages employés comme tissu.
Effets de la géométrie sur Tissu
Idéalement, la manière de modéliser un tissu ne devrait pas affecter son comportement. Toutefois, en pratique, la nature de la géométrie tissu a une incidence sur la simulation. Avant tout, la densité du maillage définit le degré de développement des plis. Si vous créez un plan n'ayant que neuf sommets et en recouvrez une sphère, vous n'obtenez logiquement que des plis peu détaillés.
Outre cet aspect, la nature des arêtes du maillage joue un rôle. Les plis ne pouvant se produire qu'à des arêtes entre des triangles, la régularité ou l'irrégularité du maillage détermine aussi la déformation résultante. Par exemple, un plan dont toutes les arêtes hypoténuses sont alignées va donner un tissu avec des plis alignés le long de ces arêtes. Fabricant de vêtement crée des maillages ayant un format irrégulier (mais présentant des triangles presque de la même taille et équilatéraux) qui évite cette altération des plis. Toutefois, cela peut également aboutir au rendu d'artefacts pour des tissus à faible résolution. Il est donc conseillé d'appliquer le modificateur HSDS après Tissu à des vêtements créés avec Fabricant de vêtement et de subdiviser une fois tous les triangles.
Gauche : un t-shirt à faible densité
Droite : le même t-shirt avec le modificateur HSDS appliqué, au-dessus de Tissu dans la pile des modificateurs
Le type de géométrie utilisé peut avoir une grande incidence sur le comportement du tissu. Vous êtes probablement habitué à employer des polygones triangulaires et quadrilatéraux pour la modélisation. Fabricant de vêtement utilise une subdivision de maillage Delaunay qui favorise une déformation non uniforme. Si vous utilisez des polygones à quadrilatères pour la simulation de tissu, veillez à obtenir des résultats uniformes ou symétriques.
Gauche : maillage à quadrilatères
Droite : maillage Delaunay
Densité de maillage du tissu
Il est important de considérer le degré de densité que le maillage doit avoir pour obtenir le résultat souhaité. Un maillage trop dense va ralentir le système, alors qu'un maillage de trop faible résolution risque de ne pas produire les plis ou détails requis.
Par exemple, si vous appliquez un modificateur Courbure à un cylindre n'ayant que quelques segments hauteur, le résultat va être angulaire et non lissé. En revanche, si vous créez le cylindre avec 1 000 segments hauteur, vous n'exploitez pas au mieux les ressources. Il en est de même pour le modificateur Tissu. Vous devez trouver un équilibre entre le niveau de détail et les performances qui soit adapté à la scène.
Maillages à densité faible, moyenne et élevée et la déformation obtenue
Remarques sur le modificateur HSDS
L'utilisation du modificateur HSDS pour ajouter des détails au modèle peut s'avérer une solution efficace qui permet de simuler avec un maillage de moindre résolution tout en obtenant de très bons résultats au niveau qualité. Toutefois, si vous choisissez d'utiliser le modificateur HSDS sur des vêtements Tissu, il peut être préférable d'appliquer un modificateur Editer maillage en dessous pour souder les sommets le long des coutures. Cela évite un détachement du maillage aux coutures lors de sa subdivision.
L'illustration ci-dessus indique comment la pile des modificateurs doit se présenter lors de l'utilisation du modificateur HSDS. Le modificateur Editer maillage intermédiaire sert à souder les sommets des arêtes des groupes de fonctions. Si vous souhaitez conserver les plis des coutures, vous devez appliquer d'autres modificateurs Sélection maillage et Lissage pour resélectionner les groupes de fonctions et appliquer des groupes de lissage différents sur le vêtement.
Logiciels de création de modèles
Vous trouverez ci-après la liste des logiciels de création de modèles classiques que vous pouvez utiliser pour créer des modèles à importer dans 3ds Max et à employer avec Tissu. Vérifiez que votre connexion Internet est active, puis cliquez sur les noms de logiciel pour accéder aux sites Web des éditeurs.