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Mooky
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6.10. Subdivision de surfaces Catmull-Clarck


Valable à partir de Blender v2.31

A partir de n'importe quel maillage normal comme point de départ, Blender peut calculer une subdivision lissée, en temps réel, tout en assurant le modelage et le rendu, grace à l'utilisation de la "Subdivision de Surfaces Catmull-Clark", en raccourci SubSurf. SubSurf est un algorithme mathématique qui calcule la subdivision lissée d'un maillage. Ceci permet la modélisation en haute résolution sans devoir employer et sauvegarder des quantités énormes de données. Ceci permet également d'attribuer un aspect "tissu vivant" (organique) aux compositions.

En fait un maillage subdivisé et une surface NURBS ont beaucoup de points communs car les deux sont construits à partir d'un maillage grossier "low-poly" (avec un faible nombre de polygones) pour aboutir à une surface lissée "haute définition". Mais il y a également des différences notables :

  • Les NURBS permettent un contrôle plus fin sur la surface, puisque vous pouvez exercer des "pressions" indépendamment sur chaque point de contrôle du maillage. Sur un maillage subdivisé vous ne pouvez pas agir sur les points de "pression".

  • Les SubSurfs permettent une approche du modelage plus souple. Sachant qu'une subdivision est une opération mathématique qui s'exerce sur un maillage, vous pouvez employer toutes les techniques de modelage décrites dans ce chapitre qui sont relatives au maillage. Ces possibilités sont nettement plus nombreuses et plus souples que celles que l'on peut trouver avec les polygones de contrôle des NURBS.

SubSurf est une option de maillage, activée dans le panneau d'Edition, sous-menu Mesh (F9 - Figure 6-57). Les boutons numériques immédiatement en-dessous définissent, pour celui de gauche, la résolution (ou niveau) de subdivision qui affecte la visualisation en 3D; pour celui de droite, la résolution qui détermine le rendu final. Vous pouvez également employer SHIFT-O si vous êtes en Mode Objet. Ceci commute SubSurf "On/Off". Le niveau de SubSurf peut également être réglé avec les touches CTRL-1 à CTRL-4, mais ceci n'affecte que le niveau de subdivision de la visualisation.

Depuis que les opérations de SubSurf sont exécutées en temps réel simultanément, pendant que vous modélisez, et durant le rendu, elles nécessitent l'utilisation intense du CPU. C'est une bonne habitude que de travailler SubSurf avec un niveau bas (mais différent de zéro) en phase modélisation, et plus élevé lors du rendu.

Figure 6-57. Boutons SubSurf

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf04.png

Depuis la version 2.3 Blender dispose d'un nouveau bouton connexe à SubSurf : Optimal. Celui-ci change la manière dont les maillages de SubSurf sont dessinés et peut être d'une grande aide en modélisation. La Figure 6-58 montre une série d'images faisant apparaître différentes combinaisons du maillage de Suzanne.

Figure 6-58. Suzanne "SubSurfée"

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf01.png

La figure 6-59 montre les subdivisions obtenues avec des niveaux de SubSurf de 0, 1, 2 et 3 sur la surface d'un simple carré ou d'un simple triangle. Sur un objet maillé de base, une telle subdivision est exécutée pour chacune des faces carrées ou triangulaires qui le constituent.

On voit bien comment une surface quadrilatérale génère 4^n faces après subdivision. n est la valeur de la subdivision, ou résolution. Par contre chaque surface triangulaire génère 3*4^(n-1) nouvelles faces (Figure 6-59). Cette augmentation exponentielle du nombre de faces (et de sommets) entraine un fort ralentissement sur les actions d'édition et de rendu, et demande une valeur plus basse du niveau de subdivisions lors du processus d'édition que pour celui de rendu.

Figure 6-59. Subdivision de surfaces simples carrées et triangulaires.

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf04b.png

Le système de subdivision de Blender est basé sur l'algorithme de Catmull-Clarke. Il produit des maillages subdivisés joliment lissés mais chaque élément subdivisé, c.-à-d., chaque facette créée par l'algorithme à partir de la simple face du maillage d'origine, gère l'orientation des 'normales' de cette même surface de départ.
Cela n'a pas de conséquence sur la forme elle-même, comme le montre la figure 6-60, mais il peut y en avoir dans la phase de rendu et en mode "solide", où des positions intempestives des 'normales' peuvent produire de disgracieuses lignes noires (Figure 6-61).

Figure 6-60. Vue latérale d'un maillage subdivisé avec des 'normales' aléatoires (en haut) et cohérentes (en bas)

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf05a.png

Utiliser CTRL+N en mode édition, avec tous les sommets sélectionnés, pour que Blender recalcule les 'normales'.

Figure 6-61. Vue solide de maillages "subdivisés" avec des normales incompatibles (en haut) et des conformes (en bas)

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf05b.png

Sur cette image les 'normales' de face apparaissent en cyan. Vous pouvez rendre visibles les 'normales' dans le menu EditButtons (Boutons d'édition) (F9) : "Draw Normals".

Notez que Blender ne peut pas recalculer les normales correctement si le maillage n'est pas "multiple". Un maillage "non-multiple" est un maillage pour lequel un résultat: normales dedans ou dehors, ne peut pas être calculé et est équivoque. Fondamentalement, du point de vue de Blender, c'est un maillage où il y a des arêtes qui appartiennent à plus de deux faces.

La Figure 6-62 montre un exemple simple d'un maillage "non multiple". En général un maillage "non-multiple" se produit quand vous avez crée des faces angulaires et d'autres choses du même ordre.

Figure 6-62. Un maillage " Non-multiple"

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf06.png

Un maillage "Non-multiple" n'est pas un problème pour les maillages conventionnels, mais il peut provoquer de vilains aspects dans des maillages subdivisés. De plus, il ne supporte pas l'utilisation de l'outil "decimator" (destructor), aussi, vaut-il mieux les éviter autant que possible.

Utilisez ces deux conseils pour savoir si un maillage est "non-multiple" :

  • Le recalcul des normales laisse encore apparaître des lignes par endroits.

  • L'outil "decimator" (destructor) du panneau Mesh refuse de fonctionner, cela indique que le maillage est "Non-multiple".

L'outil de SubSurf vous permet de créer de très bons sujets "naturels" (sans problème), mais rappelez-vous qu'un maillage régulier avec des faces carrées, plutôt que triangulaires, procure de meilleurs résultats.

La Figure 6-63 et la Figure 6-64 montrent un exemple de ce qui peut être réalisé avec les "SubSurfs" de Blender.

Figure 6-63. Une gargouille avec un maillage de base (à gauche) et un maillage judicieusement "subdivisé" paramètré à 2 (à droite)

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf07.png

Figure 6-64. Vue du solide ( à gauche) et du rendu final (à droite) de la gargouille

http://blender.doc.fr.free.fr/BlenderManual2.4_fr/PartM/mesh_modeling/gfx/SubSurf08.png


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