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En coulisses

Création de personnages de synthèse photoréalistes avec Arnold et Maya

Par Aviral Agarwal

Pour un artiste numérique, il est extrêmement difficile de représenter visuellement une image mentale sur un écran, car son objectif est de reproduire avec précision des pensées, une vision et des émotions à l'aide d'un logiciel. Pour cela, il est primordial de disposer d'un jeu d'outils et d'un workflow qui simplifient ce processus. Les artistes veulent se consacrer à leur art, sans se soucier de la gestion du logiciel.

Le moteur de rendu Arnold est une pièce essentielle de mon cheminement créatif. J'ai commencé à utiliser Maya et Arnold lorsque j'étais étudiant à la Gnomon School of Visual Effects, à Los Angeles. C'est dans cette école que j'ai été formé aux techniques d'effets visuels, encadré par les meilleurs professionnels dans ce domaine. Cette expérience m'a permis de passer de l'art classique à l'infographie. Je m'inspire des maîtres de la Renaissance, des artistes néo-classiques et des illustrateurs du 20e siècle. Je cherche toujours à saisir leur talent pour reproduire la même intensité, des atmosphères et des scènes particulières, peu importe le moyen utilisé. J'étudie de près l'anatomie en cherchant à comprendre les nuances et les subtilités des formes, ainsi que les différentes couches qui les composent pour les rendre aussi réalistes que possible. Je me sers de ce réalisme pour susciter une émotion chez le spectateur.

Arnold me permet de créer et de représenter mes idées à l'écran. Je peux passer d'une image à l'autre au gré de mes envies et avancer dans mes créations en appliquant différentes solutions de modélisation. Grâce à Arnold, je peux apporter des changements substantiels à mes sculptures, essayer différentes textures et ajuster mes ressources à l'infini, pour finalement capturer l'effet recherché, en toute simplicité. Le processus créatif devient un pur moment de bonheur.

Chaque artiste a recours à ses propres techniques, mais leur efficacité n'est pas universelle. Nous appliquons tous des méthodes différentes pour obtenir le résultat souhaité. Je voulais cependant vous présenter le workflow qui m'a permis de créer ce portrait à l'aide de Maya et du moteur de rendu Arnold. J'espère qu'il vous servira à créer vos propres personnages de synthèse photoréalistes.

Peintures et photos : deux sources d'inspiration.

Formes de base

Pour créer une sculpture photoréaliste, je réalise essentiellement une étude de cas à l'aide de plusieurs outils de modélisation afin d'obtenir un résultat fidèle à la forme humaine de base. Je déplace sans arrêt mon image de mon outil de sculpture numérique vers Maya, et vice-versa : je sculpte les éléments dans un outil, puis les ajuste dans l'autre en y ajoutant textures, éclairages et ombrages.

J'utilise la plupart des outils de sculpture de Maya, mais je commence généralement à travailler dans ZBrush. Je sculpte d'abord toutes les formes primaires qui composent la structure du visage, puis je passe aux formes secondaires qui définissent les détails et les nuances caractéristiques de l'anatomie faciale d'une personne. Je m'attaque finalement aux formes tertiaires telles que l'élasticité de la peau, les rides, etc. Une fois la forme primaire sculptée, je l'importe dans Maya pour lui appliquer la topologie adéquate à l'aide de la boîte à outils de modélisation. J'alterne constamment entre la création d'éléments et l'application de textures et d'ombrages dans Arnold, qui donnent du réalisme à ma création.

Lorsque je réimporte la géométrie dans Maya, j'essaie de préserver autant que possible les formes primaires selon la topologie initialement créée dans ZBrush. Je peux ainsi utiliser Maya pour peaufiner les détails de la sculpture tout en rationalisant le processus de développement. Je peux tester dans Arnold les modifications ou ajustements réalisés dans Maya et vérifier immédiatement le niveau de détail de chaque élément. Le workflow intégré me permet de revenir en arrière et d'appliquer des changements jusqu'à obtenir l'effet souhaité.

Peau

J'utilise principalement le shader Standard dans Arnold, car il est extrêmement polyvalent et me permet de créer pratiquement n'importe quel matériau. Dans Arnold 5.0.2, le nouveau shader SSS apporte une autre dimension aux détails, en particulier dans les recoins du nez, des oreilles, de la bouche et des yeux. Le résultat est vraiment naturel. Les portraits n'ont plus cet aspect cireux ou plastique que je souhaite à tout prix éviter dans mes créations.

Il est particulièrement important de peaufiner la réflectance de la peau et de décomposer la réflexion spéculaire. Les détails des formes tertiaires jouent évidemment un rôle capital, mais il faut aller encore plus loin en ajoutant un niveau de microdétails pour capturer parfaitement la structure de la peau.

Dans Arnold, le nombre d'itérations est illimité. Toute la clé d'un travail réussi se trouve là.

Chevelure

J'utilise généralement le shader Standard, sauf lorsque je dois créer des cheveux ultraréalistes. Arnold fournit un shader Standard Hair particulièrement performant. Je commence par passer ma bibliothèque de références au peigne fin (attention, jeu de mots !) pour y rechercher un exemple à répliquer. J'utilise ensuite XGen dans Maya pour mettre en forme la chevelure grâce aux splines de mise en forme interactive qui permettent de sculpter et de concevoir des courbes de guidage. Enfin, grâce aux outils de sculpture et aux modificateurs intégrés tels que les effets de touffes, de bruit, de coupe, je peux créer l'aspect final de ma chevelure.

Yeux

J'utilise deux éléments géométriques disposés en couches superposées. La première couche inclut la sclérotique et l'iris. La deuxième couche comprend la cornée et la conjonctive. J'utilise ensuite la surface standard pour l'intégralité de l'ombrage. J'ignore la texture diffuse et je définis le poids de la transluminescence sur sa valeur maximale. La texture Albedo peinte contrôle la couleur utilisée pour la sous-surface. Le rayon de SSS est de couleur bleu clair, pour reproduire les propriétés de l'humeur vitrée qui remplit la cavité oculaire. Pour le shader de la couche externe de la cornée et de la conjonctive, j'utilise un matériau transparent avec un indice de réfraction (IdR) de 1,336. J'applique aussi une texture Relief très subtile qui affecte la partie géométrique de la conjonctive pour décomposer la réflexion spéculaire de la cornée.

Couleur et éclairage

Une fois mon portrait terminé, je configure plusieurs éclairages Studio, notamment de nombreux éclairages de zone pour simuler l'effet d'une boîte à lumière et des lumières en mouvement. Dans cette image, j'ai utilisé des éclairages de maillages pour obtenir un effet de réverbération au niveau des yeux, car Arnold a besoin d'un objet réel pour le lancer de rayons. Dans Arnold 5, les éclairages de maillages sont plus conviviaux et s'exécutent beaucoup plus rapidement que dans les anciennes versions. Ici, j'ai défini une configuration d'éclairage à trois points. Une couronne de lumière se disperse autour des cheveux et des oreilles. Une lumière principale est appliquée à droite et une lumière de remplissage est utilisée à gauche.

Testez par vous-même

Comme vous le voyez, j'adore passer d'un outil de modélisation à un autre. Les nouveaux workflows intégrés à Maya et à Arnold m'apportent cette liberté créative. Je peux mettre à jour mon modèle ou ajouter un élément d'éclairage et voir le résultat immédiatement. Ces outils s'adaptent parfaitement à mon processus créatif. C'est ce que je recherche en tant qu'artiste.

En associant les techniques décrites dans cet article aux logiciels Maya et Arnold, vous pourrez commencer à créer vos propres personnages de synthèse réalistes. Il vous suffit d'utiliser la version actuelle de Maya et une copie gratuite du fichier de ressource Globe oculaire.Si vous disposez déjà d'un abonnement à Maya, vous êtes prêt à commencer. Pour essayer Maya gratuitement, cliquez ici.