Tutorial Hair&Fur pour 3dsmax et Vray

Création : Mercredi 21 Janvier 2009.
Release : Mardi 1 Décembre 2009.
Léger Release : Mercredi 15 Septembre 2010.
Info Release : Dimanche 03 Avril 2011.
Petite Release : Mercredi 20 Avril 2011.

Chers Gensbien amoureux de la 3D bonjour ! Depuis le temps que vous l'attendiez et le demandiez, voici enfin le tutorial Hair and Fur rédigé par moi-même, humble spécialiste de cette technique :-).

Ce tutorial traitera principalement d'une technique pour faire des cheveux longs de femmes (ou d'hommes), car apparemment c'est ce qui pose le plus de problème à la plupart d'entre vous.

On va donc prendre comme exemple notre jolie mannequin 3D (hein pas dégeu comme tuto mes coquin(e)s ;-) et s'évertuer à lui faire des beaux cheveux... Vous trouverez ici, de nombreux tips (astuces), fruit de mon expérience sous 3DSMAX, Vray et Hair Fur. Cela vous permettra de faire des scènes assez poussées. Il vous faudra un niveau de connaissances sous 3DSMax et Vray de intermédiaire à avancé pour suivre ce tutorial... Désolé pour les novices.

L'image du rendu final ou le peigné du cheveux ne sont pas exhaustifs, je sais qu'avec mes conseils vous ferez mieux, mais il fallait un support rapide pour vous faire ce tutorial car vous étiez nombreux à me donner ce tutorial.

Voici les différentes parties que vous pourrez trouver détaillées:

Création du scalp.
Duplication du scalp.
Surdéfinition du scalp.
Création d'une caméra sinon pas de cheveux.
Comment faire pour que les cheveux épousent la forme du corps ou des vêtements.
Coloriser vos cheveux.
Prenez le temps de peigner vos cheveux.
Le gros tips : Comment réaliser une belle mêche?
Comment accélérer vos calculs de Hair&Fur (uniquement pour Vray)?
Problèmes récurrents sur l'apparition des cheveux.
Hair & Fur et le Distributed Rendering de Vray.
Hair & Fur et le rendu d'Occlusion de Vray.
Hair & Fur et le multiThread sous Vray.
Hair & Fur et les problèmes avec les gros Fichiers PSD PhotoShop.

Création du scalp ou de l'utilité d'avoir un scalp:

Pour commencer, on va faire comme Jean Pierre Koff, vous prenez une bonne tête en 3D bien modélisée et pas de la merde:-).

Mettez vous en mode lowPoly et faites un beau découpage de votre "crâne", cela détermine la zone qui recevra des cheveux soit: l'implantation capillaire de votre personnage.
Sélectionnez donc les faces/polygones qui constituent l'objet basique où seront plantés les cheveux qui formeront cette "perruque" ou scalp (ça va plus vite à dire ;-), dupliquez cette sélection en faisant un nouvel objet extérieur à votre tête (Elément). Ca y est vous avez votre scalp.

Ne faites jamais les cheveux directement sur l'objet Poly de la tête, parce que si vous voulez pousser un peu loin votre travail de cheveux, c'est plus facile d'avoir un objet séparé.

Faites attention à bien avoir toutes les normales des facettes orientées vers l'extérieur. Pour cela, utilisez la fonction "FLIP" du EditPoly. Vous pouvez utiliser la fonction "UNIFY NORMALS" et faire un flip général pour être sûr de ne pas vous tromper. C'est une erreur que vous faites souvent, vous n'orientez pas les normales des faces du bon côté, donc les cheveux ou poils sont à l'intérieur de votre crâne et non pas vers l'extérieur, donc vous ne verrez pas vos cheveux s'ils sont courts (parce que c'est la même méthode pour les cheveux courts!). Attention aussi au Scale de votre scène, si vos faces étaient flippées, et que les cheveux soient à l'intérieur, vous pourriez ne pas/peu les voir.

Les racines des cheveux de Hair&Fur suivent les normales (vecteurs perpendiculaires) des facettes (polygones) à la création de ceux-ci d'où le flip si besoin... Capisce? :-).

 

Duplication du scalp:
Une fois que vous aurez fait une super chevelure à votre personnage 3D (en ayant lu la suite de ce tuto), vous dupliquerez ces scalps au moins 2 à 3 fois pour avoir 2 objets scalps minimum. A quoi vont servir ces X scalps, me direz vous?

Et bien en général, une belle chevelure est composée de cheveux bien peignés et unis et de cheveux qui "flottent un peu"... Donc pour faire une chevelure réaliste, il faut reprendre ces mêmes cheveux et modifier/dégrader la qualité du H&F appliqué. Ces cheveux "moins propres ou définis" créeront la sensation de cheveux réalistes parce que similaires aux premiers mais aléatoires/différents grâce aux settings différents.

Mais on ne peut pas partir du même scalp pour avoir cet effet, car il faut absolument mélanger des objets différents pour faire la richesse de la chevelure (comme dans la vie :-) Donc pensez à ces 2-3 scalps minimum. Commencez par travailler/peigner proprement le premier en lisant la suite du tutorial. Puis, vous le dupliquerez et vous le dégraderez en qualité et quantité 1-X fois en changeant les settings de H&F. Il sera aussi sûrement nécessaire de repeigner un peu les autres scalps au final pour que tout s'accorde bien.

NB: cela parait idiot mais laissez votre mapping de cheveux en texture sur le scalp, ça peut couvrir certaines imperfections des racines du H&F et ça ne coûte rien. (Dans certains exemples, j'ai enlevé le mapping du scalp pour bien montrer le travail sur les cheveux et leur implantation sur le scalp.)




Voici à peu près le résultat avant calcul de cette superposition du scalp principal et du scalp secondaire qui crèe ces cheveux un peu flottants... Convaincant non ?

Surdéfinition du scalp:
Vous prenez le premier scalp et le surdéfinissez.
Surdéfinir, ça veut dire augmenter son nombre de facettes. Là vous y avez le droit... Faites le. D'habitude, on fait la chasse à la facette pour optimiser les temps de rendus. Mais ça sera le contraire.

Vous ferez cela... Non pas en mémoire de moi :-), mais en appliquant un modifier "Tesselate" ou un "Smooth", puis en écrasant la pile (STACK) pour rendre la modification durable. Sachez que le H&F est plus stable si l'objet de départ est sans "Modifier", vous pouvez laisser un "Physics" dessus, mais parfois vos cheveux seront explosés. Si votre personnage est destiné à être fixe, vous pourriez laisser la "Stack" sans l'écraser, mais pour de l'animation, il faut mieux écraser/compiler la pile/"Stack" de "Modifiers". Vous augmentez ainsi la quantité de faces/polygones qui définissent votre scalp.

L'intérêt est de faire un réseau d'implantation de cheveux bien plus dense et défini. Cela vous permettra de faire des mêches plus riches et touffues dès le départ sous avoir à booster au maximum les quantités de cheveux de H&F. Vous n'aurez pas non plus à utiliser la fonction de "Root Spread" à fond pour définir une belle épaisseur à votre mêche. De plus l'effet du "Root Spread" fonctionne bien dans une certaine limite. Si on booste trop sa valeur, la racine de la mêche n'est pas propre et flottante/décalée par rapport au mesh.

Exemple de surdéfinition du scalp avec un MeshSmooth d'iteration 1.

L'intérêt de la surdéfinition du scalp se voit typiquement dans ce cas... La séparation capillaire intercranienne aura plus de facettes/points de définition pour implanter des cheveux et sera donc moins nue... et plus jolie. (D'où l'intérêt de laisser le mapping des cheveux sur le scalp aussi)




Comment faire pour que les cheveux épousent la forme du corps ou des vêtements.
Pour que le tombé des cheveux soit nickel sur le corps et qu'il épouse la forme du buste et des vêtements par exemple. Il faut demander à H&F que les splines des cheveux n'interpénètrent pas (oups j'ai dit un gros mot :-)) les meshs environnant, à savoir le corps, les vêtements mais aussi le visage en 3D et le scalp lui-même. Sinon vous aurez quelques problèmes quand vous peignerez vos cheveux longs avec les outils de Hair and Fur... Ok, ils ne rentreront pas dans le corps et glisseront dessus, mais ils pourront toujours rentrer dans le visage ou les yeux...

Création d'une caméra:
Truc tout bête : dès le départ de vos rendus de cheveux, créer une caméra classique ou PhysicalVrayCamera pour voir vos cheveux parce que H&F ne fait le rendu des poils/cheveux que dans un rendu de caméra et pas en viewport de travail. Je conseille dès le départ le travail avec une PhysicalVrayCam... C'est plus puissant et ça va plus vite... Vous le verrez dans la suite. (Bon c'est sûr, ça vous oblige à connaitre Vray... M'enfin c'est un type bien lui aussi :-).


Le gros tips : Comment réaliser une belle mêche?
Une des principales difficultés que vous éprouvez pour bien contrôler la création de vos cheveux/mêches est que vous ne savez pas comment demander à Hair and fur de bien distinguer les mêches de votre personnage.

Pour cela, il existe une fonction très précise et super utile qui s'appelle le "séparer en groupe" : "Split Selected Hair Group".

Hair and Fur considère qu'une mêche ou une franche est un groupe de cheveux. Le problème, c'est que par défaut tous les cheveux sont dans un même groupe. Donc au départ H&F fait ce qu'on appelle de l'interpolation de positionnement avec tous vos cheveux et il ne saura pas vraiment distinguer la densité des cheveux d'une mêche à l'autre.
Au départ, H&F place tous les "X" cheveux définis dans les settings d'une manière uniforme sur le scalp. Donc si vous voulez créer une irrégularité dans la disposition, et donc une mêche ou une zone capillaire différente (cheveux ras), il faut forcément séparer les splines dans un groupe et donc créer un groupe spécifique pour faire que l'interpolation n'agisse que sur la zone/mêche dont vous avez besoin.

Vous aurez toujours un dégradé de cheveux parasites d'une mêche à l'autre si vous n'utilisez pas cette méthode. Donc si vous voulez faire une mêche propre: il faut créer un groupe avec les splines qui vont former la mêche.

Exemple de deux mêches avant la séparation des groupes. On peut voir l'interpolation qui répartit des cheveux entre les deux grandes mêches.



Après la création du groupe pour séparer les splines, l'interpolation entre les cheveux se corrigent.

NB: Pour vous y retrouver et travailler facilement et proprement vous pouvez nommer ces groupes et ça c'est plus qu'un conseil, je vous le recommande vivemment.




Coloriser vos cheveux:
Pour faire des cheveux réalistes, pensez à donner à vos racines une couleur différente de la pointe, ça c'est le conseil Franck Provost. Les cheveux ont naturellement un dégradé de ton de la racine à la pointe. A vous de l'accentuer ou d'en jouer pour donner l'effet de couleur que vous voulez. Utilisez les slots Tip Fade et Tip et Root Color. Vous pouvez aussi pour cela utiliser une mappe de dégradé que vous appliquerez dans les slots respectifs des "Mappings".

Prenez le temps de peigner vos cheveux:
Un des défauts du début de la création des cheveux et qui fait que vous ne réussissez pas à faire de chevelure correcte, est que vous voulez finaliser votre personnage rapidement... Vous avez fait un beau modeling... Ok la chevelure, c'est cool mais il prendre le temps de bien travailler votre Hair&Fur pour faire un beau personnage. N'oubliez pas de rééchantillonner la quantité des splines pour donner un beau lissage à vos cheveux. Pour peigner plus facilement vos cheveux avec l'outil Stylize de Max, mettez dès le départ de vos settings les paramètres Frizz et Kink soit à 0 soit très bas. Les cheveux à l'initatialisation sont légèremment frisés et courbés, quand vous allez faire votre chevelure avec l'outil "Stylize", cela va vous gêner car ces courbures de base peuvent faire interpénétrer les splines de cheveux avec le mesh. Donc n'hésitez pas à mettre ce paramètre le plus bas possible. Je vous conseille d'utiliser l'outil "Rotate" pour donner une courbure plus naturelle à vos cheveux.

Comment accélérer vos calculs de H&F (uniquement pour Vray)?
Il faut augmenter la taille de la mémoire statique de Vray dans le System Settings de Vray. Par défaut, elle est à 400 Mo, n'hésitez pas à booster à 2,5 Go si vous le pouvez et même au dessus. Cela accélerera les rendus du H&F mais aussi de votre scène en général.

Définition des splines créant les cheveux.
Afin d'améliorer le rendu lissé des cheveux, il est nécessaire de surdéfinir le nombre de subdivisions composant le spline. Plus ce nombre est élevé et plus le cheveux est lisse, mais attention, plus le calcul est long. A vous de chercher un compromis entre le nombre de subdivisions et le rendu final. Si votre prise de vue est loin des cheveux, vous pouvez diminuer la quantité de subdivsions. Si vous prenez un gros plan de votre personnage, ce paramètre peut monter jusqu'à 200 pour lisser au maximum les cheveux.

Problèmes récurrents sur l'apparition des cheveux.
Certains sont peut être tombés sur ce problème, 3DSmax ne rend qu'une partie de l'image de vos cheveux comme si les cheveux étaient en mode region render alors que l'image est rendue entièrement. C'est parce que vous n'avez pas alloué assez de mémoire à votre buffer de rendu. Par défaut il est à 70 Mo dans le Hair and Fur settings. Montez-le au maximum possible ou au moins à 200Mo.

Lors des settings par défaut de H&F, si vous faites un rendu rapide de vos cheveux, un aliasing assez sale apparait si vos cheveux sont placés derrière votre mesh et que tout d'un coup, les cheveux passent au premier plan.


Pour palier à cela, il faut monter à "High" la définition de l'aliasing.

Hair&Fur et le calcul distribué:
H&F ne marche pas en en Distributed Rendering, Donc si vous avez une scène d'animation de cheveux, je vous conseille d'avoir un gros pc pour calculer cela.

Hair&Fur et le rendu d'Occlusion:
Le rendu d'Occlusion fonctionne pour H&F en mode MR primitive. Le H&F ne fait pas de rendu d'occlusion de vos cheveux en mode Buffer Primitive.

Hair&Fur et le multiThread:
Beaucoup me pose la question si le rendu de H&F est MultiThread...
Il est peut être bon de redéfinir pour certains ce qu'est le calcul Multi-Thread. On appelle le multi-Threading, le fait que votre ordinateur utilise en même temps, les X noyaux qui composent votre "centre de calcul" ou processeur de travail. On distingue le multi-thread de l'époque où votre ordinateur n'était composé que d'un seul noyau de calcul encore appelé "Mathematical Core". A l'époque les ordinateurs étaient mono-core et la notion de Multi-Threading n'existait pas.
Alors pour répondre à la question... Et bien oui en partie, avec le moteur Scanline par défaut de Max, le calcul de passe du rendu Hair and Fur est multi-thread. Avec Vray ou Mental Ray, Non.

Hair&Fur et des problèmes avec les Fichiers PSD de PhotoShop:
La passe de rendu H&F peut bugger, freezer votre machine ou être super lente parce que vous utilisez des gros fichiers PSD dans l'un des slots mapping de votre bibliothèque de matière. Le seul moyen de réussir à avoir votre rendu final c'est de mettre des JPGs de bonne qualité à la place de vos PSD et de les assigner dans les slots de map. Le bug sera corrigé dans la prochaine version 2.5 de Vray. C'est ce qu'a certifié l'un des ingés de Chaosgroup à qui j'ai donné une de mes scènes 3D pour bug testing, mais pour l'instant il faut procéder ainsi si vous tombez sur des scènes au rendering très très lents ou si le rendu ne se fait pas du tout.

When doing the pass rendering of H&F, some computer freezing can occur due to using Big PSD files in the Vray Mapping Material Slots. The only solution is to make some good quality JPG and assign them instead of the PSD Files. The bug will be corrected in the next version 2.5 of Vray on development just now. I gave one of my scene file to make Chaosgroup people can correct this bug.

J'espère que ce tutorial vous aura apporté de précieux conseils et vous aura permis d'avancer plus rapidement dans vos réalisations d'images 3D... J'espère que vous aimerez aussi notre site web.

Vous pouvez aller voir nos dernières animations 3D et les dernières images 3D que nous avons réalisées récemment.

Bonne continuation, Katsude de DesGensBien.Com :-).

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