L’héritage enfui du Rhone avec ZBrush

Voici un "making of" sur le travail 3D réalisé sur une tête de Venus, retrouvée à Arles dans le Rhône et reconstituée avec ZBrush. Vous pourrez découvrir une partie de ce travail lors de la diffusion du reportage "L'héritage enfui du Rhône" le 30 mars à 20h30 dans l'émission "Des Racines et des Ailes". Ce reportage est produit par Eclectic Production / 2ASM.

Ce fût un travail très intéressant pour moi car on s'éloigne des chemins habituels de la 3D d'illustration, avec de la reconstitution à partir de scans 3D, de la sculpture pure (sans symétrie !) tout en essayant de respecter le style original et sans dénaturer le modèle. L'avantage de toute cette procédure est qu'il est possible de recréer un modèle sans avoir à y toucher, que ce soit durant le scan 3D ou la reconstruction et alors tenter toutes les hypothèses sans risque pour l'original !

Avant d'attaquer le vif du sujet, je tenais à remercier Saléha Gherdane la réalisatrice pour m'avoir embarqué dans cette aventure, mais aussi François Arnoul pour avoir pensé à moi !

Je vous invite à cliquer sur le lien ci-après pour lire la suite de l'article et n'oubliez pas de cliquer sur les images pour les voir en grand.

Le début de l'aventure

Tout à commencé lors de Japan Expo 2010 lorsque François Arnoul me parla d'un potentiel travail sur une tête de Venus qu'il devait aller scanner pour un reportage, tel qu'il l'avait fait pour le buste de César. Ni une ni deux, je saute sur l'occasion et j'entre en relation avec Saléha qui écrit et réalise le reportage. Le but est simple : travailler avec le musée d'Arles et sa Conservatrice Pascale Picard pour reconstruire en 3D la tête de Venus fortement abimée retrouvée au fond du Rhône, puis après une recherche de Polychromie réalisée par Brigitte Bourgeois, essayer de reconstituer les couleurs d'origine.

La tête de Venus et son scan 3D : de nombreux de dégâts !

Stratégie

L'approche de la sculpture à partir d'un scan 3D est un peu différente d'un travail de création, surtout dans le cas présent ou il est impératif de reconstituer une pièce existante et de s'y tenir le plus possible sans partir sur une interprétation créative... surtout qu'il s'agit d'une tête de Venus !

J'ai donc opté pour ces étapes de travail :

  • Nettoyage du scan 3D
  • Mise en volume des parties manquantes sur un calque 3D dédié.
  • Ajout des parties à recréer pour obtenir un ensemble plus cohérent : cou/épaules et nattes de cheveux.
  • Retopologie pour avoir une structure 3D facilitant le travail de sculpture.
  • Affinage de la sculpture.
  • Création de la couleur (polypainting).
  • Finitions et modifications diverses.

En plus de la création 3D, il fallait valider au fur et à mesure de nombreux points, avoir les avis de Pascale qui était à Arles par téléphone/email, faire et refaire les corrections nécessaires... en ayant que des photos de référence, en grande partie basée sur une autre Venus située dans les réserves du Louvre à Paris... et tout en enregistrant toute la session de sculpture pour les besoins du reportage TV (ralentissement de l'ordinateur) !

La tête retrouvée au fond du Rhône à gauche et la Venus située au Louvre à droite. Notez la forte ressemblance entre les deux. Cette dernière servira de référence principale.

Nettoyage du scan 3D et début de la phase de sculpture

Une fois importé dans ZBrush, le modèle issu du scanner couleur faisait environ 760 000 triangles. C'est un nombre pas si important, mais il faut prendre en compte que bon nombre de logiciels 3D peuvent afficher un grand nombre de polygones en "trichant" avec un modèle ayant un niveau de subdivision inférieur lors de la navigation 3D. Dans le cas présent, ce sont des triangles bruts, donc cela peut être potentiellement propice à des ralentissements. Dans le cas de ma machine, il me restait vraiment de la marge, le problème ne se situait pas vraiment ici.

Le maillage du scan 3D avec un gros plan. Notez l'effet de strates.

Le problème du scan 3D est que cela génère... des triangles... et ceux-ci ne sont pas toujours les amis des sculpteurs 3D dès que l'on veut rajouter des niveaux de subdivision. De plus, la surface a un effet de strates créé à cause du scan 3D. La première étape va constituer à lisser ces effets de paliers de façon subtile pour ne pas perdre certains détails existant, mais aussi à localement gommer les artefacts créés par le scanner. Ici, il n'y a pas de secret, c'est la brosse Smooth utilisée en douceur.

Quelques artefacts sur le modèle. Les plus problématiques sont ceux du type montrés par la flèche de gauche.

Cette étape passée, j'ai commencé à lever le volume 3D, avec la brosse Clay de ZBrush, de façon à reboucher les trous et reconstruire rapidement les parties manquantes : le nez, les lèvres, le menton, les arcades sourcilières, le front et une partie de la chevelure.

Ici tout se complique car contrairement à pas mal de créations 3D où tout est construit de façon symétrique, ici, rien n'est symétrique et la tête en elle-même est penchée vers le bas et latéralement. Bref, il faut donc sculpter d'une façon encore plus proche de la sculpture traditionnelle (merci à JB pour ses cours de sculpture l'Atelier du Passe Muraille !)

Les premières évolutions de la sculpture, étapes par étapes.

Pendant toute la phase de sculpture, j'ai travaillé à l'aide de calques 3D, me permettant à tout moment de visualiser le scan d'origine. Ce point été crucial car il peut vite arriver qu'on aille "trop loin" dans une retouche. Je me rappelle en particulier d'un échange avec Pascale concernant le nez qui lui semblait trop large : la largeur de mon nez était en fait correct, car le scan 3D montrait bien le départ du nez et je n'étais pas allé plus loin que ce qu'indiquait le scan (idem pour les lèvres). Cette Venus est bien plus "enrobée" que celle présente au Louvre, ce qui est particulièrement visible sur les photos de comparaisons. Il faut donc jouer sur ce critère lors de la phase de reconstitution.

Le passage des calques de 0% à 100%, pour comparer l'original et la version modifiée.

Techniquement parlant, cette étape n'a rien de difficile, c'est essentiellement une utilisation des brosses Clay, Move, Smooth, Standard et des Masks de ZBrush. La difficulté étant de rester naturel, cohérent sur le visuel.

Rajouter les parties manquantes

Comme spécifié précédemment, il a été décidé de rajouter certaines parties manquantes pour améliorer la vision d'ensemble de la Venus : cou, épaules et nattes de cheveux, tout en se basant sur la Venus d'Arles du Louvre. A propos de ces nattes, la tête porte la marque de ces nattes, au niveau des cheveux attachés derrière, mais aussi des entailles à la base du cou, favorisant cette hypothèse.

J'ai ainsi rajouté en tant que SubTool plusieurs ensembles de ZSpheres que j'ai placé de façon approximative, pour ensuite les convertir en Adaptive Skin (une peau polygonale) et les sculpter.

Concernant les nattes, j'ai essayé d'être assez proche de la forme finale, tandis que pour le couple cou/épaules, j'y suis allé d'une façon bien plus grossière, le but étant d'avoir de la matière première avant de sculpter.

A gauche, les ZSpheres créées et à droite, la "matière" générée par l'Adaptive Skin, prête à être sculptée.

Ensuite, la phase de sculpture est tout à fait classique, il me fallait simplement avoir quelque chose de cohérent sans casser l'ensemble.

On s'approche doucement du modèle final, le gros des volumes sont maintenant en place, mais nécessiteront pas mal de petits ajustements. Avec du recul, je trouve que les épaules ne sont pas assez larges.

Retopologie et reprojection

Attaquons la partie... "fun", la retopologie. Cette technique permet simplement de créer un nouveau maillage 3D (dont j'ai le contrôle contrairement au scan) par dessus un modèle existant.

Pour les adeptes de la retopologie, rien ne sort de l'ordinaire sauf un détail non négligeable qui traine depuis le début : l'absence de symétrie. Je n'ai pas eu d'autre choix que de faire les deux côtés, doublant ainsi le temps de réalisation de cette étape.

De gauche à droite : le modèle original avec le début de la retopologie, et ensuite l'évolution de la création du nouveau maillage.

Une fois le nouveau maillage créé, j'ai du faire un petit tour de passe-passe : il était impératif pour moi, pour des raisons de vidéo, d'avoir le modèle issue du scan 3D comme base, avec les modifications ajoutées sur des calques 3D. J'ai dû alors faire la projection deux fois (l'orignal puis la version modifiée sur un calque) et forcément, certains artéfacts sont apparus suite à ces opérations. J'ai du alors utiliser les morphs targets de ZBrush avec la brosse Morph pour effectuer les corrections, surtout aux zones de jointure (le cou en particulier).

Je ne vous cache pas que tout ceci est vraiment technique et non artistique, mais avoir au final un modèle retopologisé permet de jouer sur les niveaux de subdivision, apportant une souplesse lors des déformations globales à réaliser sur certaines zones, et de la fluidité dans la navigation et dans les coups de brosses. Vous pouvez constater que le maillage reste globalement homogène en terme de densité et forme des polygones (le plus carré possible).

La retopologie complète, avec la reprojection des détails. Le flow des polygones peut être discuté, mais ce modèle n'étant pas voué à l'animation, j'ai passé outre certaines de mes habitudes. Notez que les nattes font bloc avec le corps.

Finalisation de la sculpture

La phase la plus longue avec la retopologie fût celle des finitions. On est passé au stade du "le nez un peu plus droit", "l'arête plus marquée" ou autres "les cheveux sont plus abimés, à l'opposé du visage qui est lisse". Le tout à coup de calques pour éviter de tout "casser" et nous laisser une grande liberté de tâtonnement.

Le modèle final avant la peinture.

Peinture

Il était temps de rencontrer Saleha, Pascale et Brigitte pour la partie finale au musée d'Arles pour une partie du tournage du reportage. Brigitte fit une recherche de pigments colorés sur la statue pour diriger les hypothèses sur la couleur. En fait, plus elle avançait dans les découvertes, plus certaines de ces hypothèses tombaient à l'eau... par exemple, le noir était en fait du carbone, la statue avait du être en contact avec un feu, etc...

Le travail avec Pascale commença donc avec plus d'inconnues que prévues ! Ajoutez les caméras autour de nous, il faut avouer que le travail n'était pas facilité mais dans une super ambiance ! Les premières passes de polypainting (peinture 3D) furent celles des marques correspondant au carbone, ou éventuellement à des marques de contours, pour ensuite passer aux yeux, cheveux, puis lèvres, toujours sur des calques, permettant d'activer ou atténuer certains endroits. Pour ces parties, j'ai essentiellement utilisée la brosse standard avec des Alphas modifiées, pour avoir un effet imparfait lors des tracés.

Les yeux, très légers, ainsi que le rouge des lèvres. Notez les sourcils "au crayon".

Pour des raisons de temps (et d'avion !), le reste de la couleur fût réalisé par la suite. Soyons franc, je ne suis pas fan des couleurs, mais le but était de recréer ce qui devait être les peintures appliquées sur les statues il y a 2000 ans... sauf que presque toutes les statues ayant des traces de polychromies ont été abimées lors des restaurations, fouilles, créations de moules et comme le disait si bien Pascale, nous ne savons finalement rien des couleurs ou de leurs composantes qui était appliquées sur les statues à l'époque...

La version finale de la Venus colorisée.

Une petite tournette de la venus depuis le scan 3D jusqu'au modèle (presque) final. Voir en HD.

Le dernier mot

Il faut avouer que ce projet était une inconnue au départ, mais au final beaucoup de choses apprises, des contraintes spécifiques à surmonter et des gens très sympathique pour essayer de redonner vie à cette Venus ! ZBrush a été d'une grande aide, permettant d'effectuer les retouches sans grande difficulté, sans broncher à un seul moment malgré certains passages assez complexes. Il ne reste plus qu'à voir la version en impression 3D !

18 Commentaires
  1. zekri 6 années Il y a

    Clap Clap clap, superbe comme d’habitude. j’attend l’emission.

  2. Pappaert Philippe 6 années Il y a

    Moi je dis bravo Thomas comme d’habitude une grand maîtrise. De plus c’est tellement agréable de voir que Zbrush peut servir à autre chose que des monstres, un vrai régal, nostalgie de mes études d’histoire de l’art, encore toutes mes félicitations.
    J’attend l’émission avec impatience.

  3. Jean-Marc Rulier 6 années Il y a

    Très intéressant. C’est François Arnoul qui a fait l’acquisition scan? Un moyen de le contacter?

  4. Innocent 6 années Il y a

    très classe, félicitation.
    –> bien d’accord pour ce qui est des monstres, il n’y a pas que cela

  5. […] Ici, sur son blog, un article qui explique un peu ce qu’il a fait. C’est de la 3D, mais ses explications sont accessibles au grand public : la preuve, même moi j’ai compris ! […]

  6. tom 6 années Il y a

    Je ne connaissais pas du tout ce genre de logiciel, c’est impressionnant ce qu’il est possible de faire. (je viens de voir l’émission)

  7. Pascal et Géraldine 6 années Il y a

    Salut Thomas, bravo pour cette reconstitution. Ca nous a fait plaisir de te voir à l’oeuvre zu ZB. Je ne savais pas que tu maitrisais aussi la couleur 🙂

  8. F@B 6 années Il y a

    fantastique boulot Thomas!! 🙂 bravo!

    cela a du être passionnant!

  9. kern 6 années Il y a

    Excellent taf cher Thomas, je suis scotché. Bravo et d’un intérêt incontestable!

  10. Ghislain 6 années Il y a

    Bravo, beau travail. On a un projet similaire sur un autre grand site archéologique français, mais tu nous a doublé! Bah, il faut bien un premier.
    Concernant les artefacts à traiter en amont, le problème ne viendrait-il pas du choix de scanner? Je n’ai jamais eu ce type de problème en import de scan.

  11. Auteur
    Thomas 6 années Il y a

    Merci des commentaires 🙂

    Bob : ouais hein, ça change de d’habitude ;p

    Ghislain : c’est possible de discuter de ton projet en privé ? Ca m’intéresse pas mal, enfin surtout si ZBrush est impliqué dedans où peut l’être 🙂 Pour le scan, je l’ai récupéré comme ça, et c’est pas la première fois que j’ai ce genre d’artefacts. La cause derrière, je n’en sais rien pour être franc, je ne suis pas un expert du scan 🙂

  12. Simon 6 années Il y a

    Serait-il possible de trouver cette video en ligne? J’habite à l’étranger et malheureusement n’ai pu la voir – juste trouvé la bande annonce http://programmes.france3.fr/des-racines-et-des-ailes/index-fr.php?page=emission&id_article=1145 mais n’ai rien trouvé ni sur uTube ni sur dailyMotion

  13. Auteur
    Thomas 6 années Il y a

    Simon : non, elle n’est pas en ligne. Tu n’es pas le premier à me le demander.

    Peut être dans les archives de l’INA d’ici quelques semaines.

  14. […] retrouvé à Arles dans le Rhône. C’est sensiblement la même chose que ce qui est proposé sur mon blog (FR), à la différence d’un making of vidéo de 8 min disponible en seconde page. […]

  15. Jean-Marc Rulier 5 années Il y a

    “Il ne reste plus qu’à voir la version en impression 3D !” Et donc, c’est fait?

  16. Auteur
    Thomas 5 années Il y a

    Non, je pense que je l’aurai pour Imgagina à Monaco…

  17. Moshé 5 années Il y a

    Dire que pour certaines recherches, des budgets incomparables sont attribués et il ne faut surtout pas oublier, le peu de moyens alloués à ces recherches, ce qui les rendent encore plus spectaculaires.

    Bravo à toute l’équipe

  18. Auteur
    Thomas 5 années Il y a

    Jean Marc : je l’ai vu à Imagina, ouille, elle tire vers le violet !!

    Moshé : c’est sur, on ne peut pas dire qu’il y avait des moyens extraordinaires pour ces recherches. C’est avant tout un travail de passionnés ! (et des gens tout aussi extraordinaires !)

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Thomas Roussel - 2015

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