Plan de coupe et techniques de retopologie dans ZBrush: DynaMesh, Curve et LiveBoolean

Ce contenu est obsolète. Comme vous l'avez vu, en sculpture numérique (réalisée par ordinateur) les volumes ne sont représentés que par une multitude de faces interconnectées. Il faut donc prendre en compte leurs dispositions, leurs tailles ou même leurs types selon le nombre de sommets (les triangles sont à éviter le plus possible).

Les enjeux de la topologie et l’arrivée de DynaMesh

Dès qu'on touche trop au mesh de base, qu'on effectue des modifications importantes, on compresse les faces ou au contraire les espace par endroits. On se retrouve ensuite avec des parties difficilement sculptables par manque de faces. La subdivision n’arrange pas le problème, car certaines zones se retrouvent beaucoup trop denses en faces à côté. On était obligé de passer par une étape longue et décourageante qui consistait à recréer la topologie, c'est-à-dire redisposer des faces par-dessus la sculpture. C'est là que la fonction DynaMesh arrive à la rescousse. Elle va permettre d'automatiser ce processus en plaçant de nouvelles faces pour que vous puissiez continuer à sculpter.

La topologie ne sera peut-être pas forcément la meilleure, mais vous sera utile pour du sketching ou pour tester des concepts sans vous préoccuper de faces. Le DynaMesh est tout récent, cette fonctionnalité provient de ZBrush 4r2 sorti fin 2011. En peu de temps, il a réussi à s'imposer dans quasiment toutes les sculptures après sa sortie ! Il était très attendu par les utilisateurs lassés d'effectuer la retopologie manuelle, une tâche longue qui fige et casse la créativité. À tel point que certains « trichaient » en étirant les faces aux zones ayant besoin de peu de détails et en les condensant à d'autres (les articulations par exemple qui nécessitent des plissements).

Le DynaMesh fera une retopologie automatique, il créera une enveloppe à partir d'une matrice en Voxel constituée de grilles invisibles. Ces grilles disposées dans les trois dimensions vont en fonction de leur résolution intervenir sur la densité des faces. Plus la résolution sera élevée plus les détails seront conservés, cependant vous perdrez la version low poly (les modifications de la forme générale seront difficiles).

Pratique d'extrusion et utilisation du DynaMesh

L'extrusion vient du verbe « extruder ». Une fonctionnalité très souvent utilisée en infographie 3D et CAO. On la retrouve également dans ZBrush, pourtant réservé à la sculpture. Cette fonctionnalité sert à ajouter de la matière, donc créer de nouvelles faces à partir de celles sélectionnées tout en restant connectées. Pour réaliser une extrusion dans ZBrush, il faut masquer la partie à extruder, vous pouvez pour ça vous aider avec le rectangle de masquage. Selon les cas, faites attention à ne pas masquer l'arrière de vos sculptures si vous ne souhaitez pas les extruder (faites un UnMask pour ça). Inversez ensuite le masque pour n'avoir que la partie à extruder non gelée. Faites une ligne avec TransPose dans la direction de l'extrusion (avec Shift pour être parfaitement droit), snappez l'angle de vue pour vous aider. Pour l'extrusion, il faut cliquer sur le cercle du milieu de TransPose tout en maintenant Ctrl. Appuyez également sur Shift pour déplacer les faces dans la direction de TransPose. Vous pouvez répéter l'extrusion et replacer la ligne TransPose si besoin, cela créera des faces. À chaque extrusion, les faces intermédiaires ajoutées se masqueront automatiquement. L'extrusion fonctionne aussi sur un PolyMesh entier, il suffit de ne rien masquer.

Pour activer le DynaMesh allez dans la palette Geometry, vous verrez vers le bas un bouton portant son nom avec juste en dessous la résolution. Ne vous fiez pas toujours à cette valeur, ça représente la densité de la grille virtuelle, si vous faites un scale du PolyMesh vous pourrez vous retrouver en low poly en l'agrandissant. N'hésitez pas à faire des tests pour trouver la bonne résolution et à faire un Ctrl + Z avant d'avoir choisi le bon. Pourquoi faire un retour arrière ? Voilà ce que j'obtiens pour le cube extrudé après avoir appuyé sur le bouton DynaMesh avec une résolution de 128. Je pourrais encore réduire un peu la résolution pour garder une base low poly. Comme vous venez de le voir le DynaMesh c'est seulement un bouton à presser, tout se fait automatiquement. Le bouton reste actif, il continue à être en surbrillance, ça veut dire que vous pouvez le solliciter à tout moment en faisant un masque dans le vide. Si vous faites une reconstruction puis que vous souhaitez en refaire une tout de suite après pour changer la résolution le DynaMesh ne fonctionnera pas. Vous devez d'abord avoir effectué une modification sur votre sculpture. Ça ne veut pas dire déformer complètement aa sculpture pour faire fonctionner le DynaMesh hein. Un simple smooth très léger, d'un nanomètre est considéré comme une déformation.

Insert Brush et réutilisation du DynaMesh

Tout ça avec le DynaMesh ! Vous pouvez sculpter une oreille dans un SubTool à part, puis utiliser l'« Insert Brush » avec la symétrie active pour les placer de chaque côté de la tête dans le même SubTool. Ça tombe bien parce que ZBrush propose quelques parties spécifiques précréées d'un visage. Ça va nous permettre de pratiquer ! Nous allons souder des oreilles sur une sphère, on imaginera qu'il s'agira d'une tête, c'est juste pour vous montrer le principe. Donc après avoir créé votre PolyMesh d'une sphère et activé le DynaMesh, allez dans le Quick Pick des brushes et appuyez sur I pour afficher toutes les « Insert Brushes ». Après avoir cliqué sur InserEar il ne reste plus dans la scène 3D qu'à la placer. Activez la symétrie, faites le premier clic à la position du centre de l'oreille puis glissez la souris vers le haut. Attention avec la brush Insert, vous pouvez facilement déformer les objets à insérer !

Plus vous éloignez le curseur du clic qui positionne l'objet, plus il sera volumineux, par contre en rapprochant vous ne réduirez pas complètement le volume, la longueur sera conservée. Ça peut très rapidement étirer et déformer l'objet à insérer. Après le placement, le PolyMesh de base sera masqué, vous pourrez donc vous servir de TransPose toujours avec la symétrie active pour rapprocher les oreilles entre elles et les faire légèrement entrer dans les sphères. Sans ça vous risquerez d'avoir des trous de séparations. Alors, imaginez toute la puissance de cet outil en Hard Surface Modeling.

Plutôt que de placer des Alphas pour créer de légers reliefs, vous pouvez ajouter de véritables objets 3D complexes et les repérer un peu partout. Vous pouvez sculpter ou importer des pièces provenant de Blender ou autre et les souder par endroits à votre sculpture. Si justement vous avez envie d'importer vos propres PolyMeshes, sélectionnez une Insert brush au hasard et rendez-vous dans la palette Brush, puis Modifiers. Pour creuser c'est exactement le même principe à ceci près qu'il faudra appuyer sur Alt lors de la création et qu'il faudra utiliser TransPose pour que l'objet entre bien dans le PolyMesh à creuser. L'InserCylinder (Cylindre) est le plus adapté pour réaliser des trous dans des pièces mécaniques. Quand vous utilisez l'Insert brush pour creuser la matière, gérer la profondeur est indispensable. C'est pourquoi je vous recommande de mettre la caméra en biais et d'activer le mode transparence (Transp à droite). Plus la résolution sera élevée, plus le trou sera précis. Je vous conseille en Hard Surface Modeling de rester avec une résolution du DynaMesh supérieur à 512 (ça dépend aussi si vous avez fait un scale et de l'âge de votre PC…).

Les curves et le hard surface

L'arrivée du DynaMesh dans ZBrush 4r2 a été accompagnée par l'apparition des curves (ou courbes) de création. Elles génèrent des surfaces en fonction du type de curve et de leur tracé. Elles sont des brushes, vous les trouverez donc parmi elles. Décidément, il regroupe pas mal de choses ce menu. En appuyant sur la touche C, vous verrez qu'il existe pas mal de types de curves. Ici, je vous montrerai les trois plus importantes : la CurveTriFill, la CurveSurface et CurveTube. Vous pouvez tester les autres si vous voulez, vous pouvez continuer à apprendre en dehors du tutoriel.

La CurveTriFill ou la CurveQuadFill agissent presque pareil, elles génèrent une surface délimitée par vos tracés qui prennent office de contours. La différence entre les deux c'est que le CurveTriFill comme son nom l'indique va générer des Trifaces. Pourquoi l'utiliser alors que les trifaces sont déconseillées ? Parce que la surface suivra davantage les contours, on se retrouvera donc avec une forme plus précise, et n'oubliez pas qu'ensuite on peut faire un DynaMesh. Une fois la curve sélectionnée, vous devez comme pour toutes les brushes commencer votre tracé sur un PolyMesh, sinon vous ne ferez que tourner la vue.

Le Size de la brush est important, il indique la distance de séparation entre chaque point ainsi que l'épaisseur de la surface. Ce dernier paramètre sera éditable, fiez-vous seulement à la distance des points pour le moment. Avoir un Size assez petit pour placer beaucoup de points et activer le LazyMouse pour tracer de belles courbes est recommandé. Il n'y a pas vraiment de limite au niveau de la forme, vous pouvez partir sur des zigzags, etc. Vous pourrez après le tracer changer la forme de la curve, tant que vous n'avez pas fait de UnMask vous pourrez l'éditer.

Un UnMask valide votre surface, vous devrez ensuite la déformer avec la Move brush. Toujours durant l'édition de la curve, en déplaçant le premier ou dernier point de la curve vous orienterez et pourrez faire un scale de la surface. Vous pouvez revenir sur la curve pour changer sa forme, la brush saisira les points. Au passage de la souris par dessus la curve, vous remarquerez que la brush vire au bleu clair. C'est un détail important, car en fait il y a deux sizes différents. Le size basique, de la brush par défaut de couleur rouge, intervient sur l'espacement entre les points. Le size bleu clair, accessible en pressant S, permet de régler la zone à saisir et la quantité de points déplacés.

Vous pouvez ensuite utiliser Transpose pour placer la surface comme nous l'avions fait plus tôt pour placer des oreilles. Les curves sont adaptées pour la création de toutes sortes de surfaces planes et particulièrement d'ailes. Et pour pratiquer un peu, nous allons réaliser les ailes d'un dragon. Après avoir réalisé votre base mesh à partir de ZSpheres et converti en PolyMesh, utilisez la CurveTriFill en vue de dessus avec la symétrie pour dessiner les ailes. La CurveSurface, semblable à des surfaces NURBS, nécessite logiquement au moins deux curves pour générer une surface. Pour une robe, tracer de haut en bas sur le PolyMesh et faire le tour, en gérant l'épaisseur et le nombre de points de la même manière.

La déformation des surfaces CurveSurface est désactivée, vous ne pouvez déplacer les curves qu'entièrement. Pour éditer leurs formes il faut aller dans la palette Stroke et utiliser Bend (tordre). Personnellement, je préfère éditer la forme en sculptant. Pour éditer ce genre de surface, il est plus simple d'utiliser des brushes de sculpture comme Standard. Avant de valider votre surface avec un UnMask allez dans la palette SubTool et cliquez sur Group Split, cela placera le vêtement dans un SubTool à part. Pour finir avec les curves avant d'attaquer le Hard Surface Modeling avec les curves de destruction, nous allons rapidement voir la CurveTube et CurveTubeSnap.

La CurveTube et CurveTubeSnap permettent de créer des tubes ou câbles, utiles en Hard Surface Modeling. Le premier sert pour des fils suspendus par la gravité, le second pour des fils posés et fixés et magnétise la curve sur la surface du PolyMesh. Tout ce qui est édition et réglage de l'épaisseur se fait ensuite comme expliqué.

Hard Surface et retopologie automatique

On attaque le Hard Surface Modeling, ma partie favorite. Beaucoup se demandent comment un logiciel de sculpture peut réaliser des pièces mécaniques; le voile se lève: Live Boolean et ZRemesher permettent d'explorer ces possibilités. ZBrush intègre des outils qui ne se limitent pas aux brushes: curves, ZSpheres et, surtout, DynaMesh qui redistribue les polygones pour un travail fluide. ZRemesher est l'outil de retopologie automatique le plus puissant du marché; à partir d'une sculpture haute résolution, il génère automatiquement une topologie propre et optimisée pour l'animation. Live Boolean, quant à lui, permet de couper, souder et combiner des SubTools pour créer des formes complexes, idéal pour le prepare pour l'impression 3D ou le design industriel.

Le Live Boolean est l’outil parfait pour réaliser des coupes propres ou souder des parties de modèles 3D entre elles.

Versions et écosystème ZBrush jusqu'en 2026

Dans le monde de l'impression 3D, la modélisation 3D est une étape cruciale. ZBrush est bien plus qu'un logiciel de modélisation standard; il offre une approche unique de la sculpture digitale et des outils avancés pour le concept art, la préparation d'impression et le rigging.

Les versions et extensions parlent d'elles: ZBrush Core Mini pour débutants, ZBrush Core et ZBrush complet. ZBrush pour iPad, GoZ pour Cinema 4D, Sculptris Pro et Polypaint restent des éléments clés pour divers flux de travail. Maxon a acquis Pixologic en 2022, et les évolutions continuent avec des améliorations comme le scripting Python et des updates sur Curve, ZModeler et NoiseMaker.

Pour finir, ZBrush offre de multiples possibilités pour créer et manipuler des pièces mécaniques, des surfaces organiques et des éléments techniques grâce à Dynamesh, Curve et Live Boolean, le tout intégré dans un flux de travail robuste adapté à l'impression 3D et au design industriel.

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