D) Les matériaux

Nous avons vu dans le chapitre précédent, plus ou moins les bases de la modélisation, on a même réussi à faire une télé . Maintenant nous allons voir quelque chose d'autre tout aussi intéressant mais qui est aussi très important. ON attaque les MATÉRIAUX !!!!. Élémént qui jouera un grand rôle dans le rendu de nos modélisation, c'est pas simplement la couleur, c'est aussi tout un ensemble de paramètre concernant la lumière, l'ombrage, la transparence, la réflection etc. Les matériaux rendront nos créations beaucoup plus réaliste et surtout beaucoup plus beau. Je tiens à préciser que ce chapitre sera 100% théorique, donc assez lourd . Mais ne vous inquiétez pas juste après il y aura un TP, cependant ce chapitre ne doit pas être pris à la légère, loin de là, c'est un des chapitres les plus importants. Allez, accrochez vous bien, c'est parti !!!

1)Solide,lissé, un, deux, trois matériaux ?

Chaque objet peut avoir deux états: Solide ou Lissé ("Smoothé").
-A l'état solide l'objet garde sa forme original, par défaut un objet est mis à l'état solide, en gros tous les sommets, faces, sont dessinés comme ils le sont.
-A l'état lissé ("smoothé"), l'objet est globalement lissé, on voit rarement bien les arrêtes,les sommets( surtout lorsqu'il s'agit d'une sphère).
Voilà une image qui vous parlera plus:

Donc comment appliquer un de ces deux états ? Il suffit d'aller dans le menu "Editing" (touche raccourci F9), et d'appuyer sur le bouton de l'état voulu dans la fenêtre "Link and Materials":

Ne pas oublier qu'il faut bien sûr sélectionner au préalable l'objet dont on veut modifier l'état. Il existe aussi une autre méthode pour lissé un objet, appelé "Subsurf", qui consiste à rajouter des arêtes ainsi que des points en suivant les lignes de votre objet. On verra plus en détails cet technique dans les prochains chapitres.

PS: N'oubliez pas de tester en même temps que vous lisiez, prenez comme objet de référence tout au long du cours, une sphère, vous verrez mieux les différences.

Ne nous arrêtons pas en si bon chemin, on va maintenant voir comment gérer les matériaux d'un objet . Donc dans le même menu et la même fenêtre on va s'intéresser à la partie Material:

1)On voit tout d'abord une case qui contient la couleur du materiau actuel. Juste à coté on a le nombre de matériau qu'a l'objet, et celui actuellement sélectionné: 1 Mat 1, on a donc qu'un matériau, si on en avait 5 par exemple ça serait marqué: 5 Mat 1.
2)Bouton New:permet d'ajouter un nouveau matériau pour l'objet.
3)Bouton Delete:permet d'effacer le matériau actuel.
4)Bouton Select:permet de sélectionner toutes les faces étant du matériau sélectionné.
5)Bouton Deselect:permet de désélectionner toutes les faces étant du matériau sélectionné.

Une fois les matériaux ajoutés, rendez-vous dans le menu "Shading" , avec la touche raccourci F5 du clavier. Ensuite dans ce menu on a des sous menus. Vérifier que vous êtes bien sur celui concernant les matériau.

On se retrouve alors en face d'une panoplie de paramètres.

On a tout d'abord tout à gauche l'onglet "Preview" qui nous permet d'avoir un petit aperçu du matériau sur un objet de base (Sphère, Cube ..., le choix se fait avec les petits boutons qui se trouvent à côté ), très intéressant puisque ça nous évite de lancer des rendus à chaque changement pour avoir une idée du matériau.

Puis sur l'onglet suivant "Link and Pipeline" on a quelques paramètres de rendu(que l'on verra plus tard) notamment le bouton "Full Osa" qui permet d'avoir un meilleur rendu dans l'onglet "Preview", ainsi que le nom du matériau "MA" (en effet on peut lui donner nom) et l'objet auquel il est lié "ME" .

Voilà pour les onglets de bases, on va maintenant passer aux choses sérieuses .

2)Les couleurs R,G,B,A

Voici la partie à laquelle on va s'intéresser:

On a donc devant nous quelques boutons qu'on ne cherchera pas à utiliser dans ce chapitre, ainsi que les fameux curseurs R,G,B,A qu'on retrouve juste en dessous, qui eux, au contraire vont beaucoup nous occuper .

Je pense que vous savez tous à quoi correspond les lettres R,V et B . Bon je vais quand même le dire pour ceux qui ne le sauraient pas :
R pour Red (Rouge en français)
G pour Green (V pour Vert en français)
B pour Blue (Bleu en français)
Reste le "A", qui peut peut-être vous intrigué un peu . Ce "A" veut dire Alpha, c'est le taux de transparence de l'objet. Il existe deux types de transparence: la première s'obtient en activant le bouton Ztransp. Cette transparence est différente de celle d'un verre par exemple, ou d'une fenêtre. Elle n'influe en aucun sur la lumière. En gros quand, vous voyez à travers un verre transparent, l'image est un peu déformé (grossi, rétréci ou autre...), hors avec la transparence ZTransp, l'image que l'on voit à travers ne sera pas déformé.

On verra la notion de l'autre type de transparence dans une des parties suivantes. Il y a plusieurs moyens pour modifier la couleur. Tout d'abord on peut bouger les curseurs correspondant aux couleurs R,G,B, ou entrer la valeur souhaitée au clavier. Mais plus intéressant que ça et plus facile, en cliquant sur le petit rectangle contenant la couleur, une petite fenêtre apparaît dans laquelle on a une palette de couleur. Il suffit alors de choisir la couleur souhaité. Vous pouvez entrer la valeur hexadécimale de la couleur (exemple: FF0000 pour la couleur rouge).

Je ne sais pas si vous avez remarqué , mais on a quelques petits boutons juste à côté des barres de couleur, avec un rectangle qui va avec chaque bouton.

En effet par défaut le bouton "Col" (pour color=couleur) est enfoncé. Donc quand on modifie les valeurs R,G,B,A, c'est les couleurs globales de l'objet qui changent. Mais essayons de cliquer sur le bouton "Spe" (pour Specular=Spéculaire) et de changer les valeurs R,G,B. On voit que l'objet ne change plus de couleur mais que c'est la tache de lumière sur l'objet qui change de couleur.

. De même avec le bouton "Mir" (pour miror=miroir), on change la couleur du reflet sur l'objet (si bien sûr l'objet reflète comme un miroir par exemple).

3)Les shaders (ou spéculaires)

Attaquons nous maintenant à quelque chose de très puissant dont on ne cesserait d'en apprendre plus. Il s'agit des shaders, les spéculaires, tâches de lumière qui se trouvent sur nos objets. On va donc nous rendre sur cette onglet:

Tout d'abord les shaders sont réparties en deux parties:

1)En gros la première partie ,"Diffuse Shader", concerne la plus grosse partie de la lumière qui recouvre presque tout l'objet.
2)Et la deuxième partie, "Specular Shader", correspond à la gestion de la deuxième tâche de lumière qui est plus petite.

Les paramètres des deux parties sont relativement similaires. On a dans les deux côtés différents types de spéculaires sélectionnables le menu déroulant. Chaque type gère différemment la lumière:

Donc à vous d'essayer chacun des types et voir lequel est le mieux adapté à vos besoins (une explication de chaque type serait trop longue, et ne sera pas forcément aussi clair que vos tests). Cependant chaque possède plus ou moins des attributs similaires.

Première partie "Diffuse Shader"

1) Ref (présent pour tout type): Contrôle le niveau de réflection de l'objet. Plus elle est grande plus l'objet est lumineux.

2)Dark (disponible avec le type Minnaert): Contrôle l'obscurité de l'objet. Plus la valeur est grande et plus l'objet est sombre, et plus la valeur est petite et plus l'objet est brillant.

3)Fresnel et Fac (disponible avec le type Fresnel): Avec le type Fresnel (qui est très particulier) la lumière reflétée dépend de l'angle d'incidence, c'est-à-dire de la direction de la source de lumière. Les zones touchés directement par la source de lumière sont plus sombres, les zones perpendiculaire à la lumière sont plus brillants. L'attribut Fresnel permet donc de gérer l'intensité de l'effet, et l'attribut Fac la quantité. Ce type est vraiment délicat à comprendre, j'espère que cette image vous parlera un peu plus:

4)Size (disponible avec le type Toon (effet cell-shading)): Contrôle la taille de la lumière qui arrive sur l'objet:

5)Smooth (disponible avec le type Toon (effet cell-shading)): Contôle la netteté du contour de la lumière qui arrive sur l'objet. Plus la valeur est élevée et plus les contours sont flous.

6)Rough (disponible avec le type Oren-Nayar): Contrôle la rugosité de la surface, à vrai dire moi-même, je ne comprend pas trop . Plus la valeur est élevé et plus l'objet est sombre.

Deuxième partie "Specular Shader"

1)Spec (présent pour tout type): Contrôle l'intensité de la lumière renvoyée par l'objet. Les matériaux métalliques, l'eau ont souvent un niveau élevé, tandis que les matériaux plastiques ont un niveau plus bas.

2)rms (disponible avec le type WardIso): Contrôle la taille et la dureté de la tâche de lumière. Plus la valeur est petite et plus la tâche de lumière est petite, et plus la valeur est grande plus la tâche de lumière est grande et flou. Un niveau faible correspondrait bien aux matériaux métalliques, tandis qu'un niveau plus élevé correspondrait aux matières plastiques.

3)Size (disponible avec le type Toon (effet cell-shading)): Contrôle la taille de la tâhce de lumière qui arrive sur l'objet:

4)Smooth (disponible avec le type Toon (effet cell-shading)): Contôle la netteté du contour de la tâche de lumière qui arrive sur l'objet. Plus la valeur est élevée et plus les contours sont flous.

5)Hard (disponible avec les types Blinn, Phong, CookTorr): Contrôle la dureté (par conséquent la taille aussi) de la tâche de lumière, plus la valeur est petite et plus la tâche de lumière est diffuse et grande, alors que plus la valeur est grande et plus la tâche de lumière est dur (bordure nette) et petite. Un niveau élevé correspondrait aux matières plastiques et aux peaux (préférable avec le type Phong), tandis qu'un niveau plus bas serait plus adapté aux matériaux métalliques et liquides (préférable avec le type CookTorr).

6)Refr (disponible avec le type Blinn): Contrôle l'indice de réfraction de la lumière, re-sortez vos cours de Physique de Second . En gros il s'agit de l'angle de déviation de la lumière lorsqu'elle traverse un objet. Ici ça ne le gère pas vraiment, c'est plus tôt l'intensité qui est pris en compte . Avec le preview, plus la valeur est grande et plus la tâche de lumière est lumineuse. (A ne pas confondre avec l'attribut Ref).

Voilà, ça en fait un paquet d'attributs . Bien sûr vous ne devez pas les connaître par coeur, le mieux c'est de faire plein de test, et de regarder quels sont les valeurs les plus adaptés au type de matériau que vous souhaitez.

[i]Remarque: Il est possible de rendre l'objet insensible à la lumière, en cliquant sur le bouton "Shadeless" qui se trouve dans l'onglet "Material".

Il ne nous reste plus qu'à rendre notre objet transparent et bien de le transformer en type miroir .

4)Miroir et transparence

Allons sur l'onglet "MirrorTransp". C'est ici où on va pouvoir gérer ces deux effets.

Miroir

Intéressons tout d'abord à l'effet de miroir qui est très simple à utilisé. Il faut commencer par enfoncer le bouton "Ray Mirror". Et ensuite on doit jouer avec le curseur RayMirror, pour contrôler l'intensité de l'effet.

Deux autres attributs Fresnel et Fac font aussi leur apparition. Ces deux derniers sont assez tordus à comprendre . J'ai pas trop envie de vous embrouillé, en gros le Fresnel gère la réflection de l'objet en fonction l'angle de vue et de la normale de la surface (propriété physique). Un objet selon l'angle de vue peut avoir un côté réfléchissant et un autre qui ne l'ai pas. L'attribut Fac permet de gérer le fondu entre la partie réfléchissante et non réfléchissante.

Vous avez aussi un attribut Depth qui correspond à la profondeur de l'effet miroir. Je m'explique plus la valeur est élevée plus l'objet peut refléter des reflets . Imaginez un miroir A avec en face un autre miroir B. Le miroir A reflète le miroir B qui n'a pas encore reflété le miroir A. Donc dans le miroir A on voit le miroir B sans reflet . C'est assez tordu, hein ? En gros si vous avez des problèmes de reflet quand vous avec beaucoup d'objets miroirs, augmenter l'attribut Depth.

Transparence

Maintenant voyons le deuxième type de transparence dont je vous avez parlé au début. Comme pour l'effet miroir, il faut commencer par enfoncer le bouton "RayTransp". Ensuite on a aussi les attributs Fresnel et Fac. Pareil que pour le miroir, Fresnel gère la transparence de l'objet en fonction l'angle de vue et de la normale de la surface. Un objet selon l'angle de vue peut avoir un côté transparent et un autre qui ne l'ai pas. Pour moi cet attribut a plus d'importance ici que dans l'effet miroir. Pourquoi ? Parce que ici ça influe sur le niveau de transparence, donc pour contrôler le niveau de transparence d'un objet, on va utiliser ce curseur. Fac permet aussi de gérer le fondu entre la partie transparente et non transparente.

Autre attribut qui joue un rôle primordial sur le réalisme, que j'ai nommé "IOR". Il est correspond à l'indice de réfraction de la lumière (encore de la physique ). Cet indice détermine l'angle de déviation de la lumière quand elle traverse un objet (on parle de changement de mileu). Petit exemple: Vous avez une tasse dans laquelle vous mettez une pièce. Vous vous positionnez de manière à ne plus voir la pièce (ou juste un tout petit peu). Ensuite verser de l'eau dans la tasse, et comme par magie la pièce devient visible (je précise que la pièce n'a pas bougé).
Pour plus d'information sur l'indice de réfraction voir ici, et pour connaître l'indice de réfraction de tel matériau voir ici.
Allez voici un petit aperçu de différent indice de réfraction.

Vous avez aussi un attribut Depth qui correspond à la profondeur de l'effet de transparence, le nombre d'objet transparent que peut traverser la lumière. Imaginez un verre transparent dans lequel il y a de l'eau (transparent) et des glaçons (transparents) . La lumière devra traverser le verre, l'eau et le glaçon pour qu'on puisse voir. Donc si vous avez des problèmes de transparence quand vous avec beaucoup d'objets transparents, augmentez l'attribut Depth.

5)Quelques autres effets

Il nous reste avant de finir, quelques boutons qu'on avait laisser de côté au début, qui se trouvent dans l'onglet "Link and Pipeline".

On a d'abord l'effet "Halo", qui s'active en appuyant sur le bouton adéquate. Cette effet est très utile pour des effets néons tel que les sabres lasers .

Remarque, les options de l'onglet "Shaders" ont changé. On a:
Halo size pour la taille des petits points lumineux
Hard pour la luminosité des points
Add pour l'intensité des points

Ensuite on a aussi l'effet "Wire", Fil de Fer:

Voilà cet énorme chapitre s'achève ici . Mais ce n'est pas encore la fin des matériaux, puisqu'il reste encore les textures à gérer . Cependant le (ou peut-être les deux) prochain(s) chapitre(s) sera(ont) un(des) TP(s), histoire que l'on réinvestit un peu tout ce que l'on a apprit . Allez, entraînez-vous un peu, et pratiquez beaucoup, c'est comme ça que l'on apprend. Vous devriez maintenant pouvoir créer des choses très intéressantes.

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