Modélisation d'un robot biomécanique.

Des primitives simples, correctement retravaillées grâce aux outils de base, permettent d'obtenir des scènes hétéroclites et riches en détail.

Objectif du tutorielSe familiariser avec les outils simples de Cinema 4D afin de créer un objet complexe tel qu'un robot

L’intérêt de la modélisation mécanique, c'est que l'on peut laisser libre court à notre imagination, sans avoir à se fixer de réelles contraintes. Il suffit parfois d'emboiter des cylindres, des cubes et des sphères pour obtenir une scène riche en détail, sans oublier bien évidemment l'usage (sans modération aucune) des Splines qui offrent des possibilités énormes. Bien évidement, une adaptation postérieure du maillage est primordiale pour donner du caractère à nos différents éléments, hormis l'ajustement des points, lignes ou faces, elle se résume souvent à de modestes extrusions ou du biseautage.Nous apprendrons dans ce tutoriel à nous servir de ces outils, tels que les Deformers, les Enveloppes Spline, et les opérations de clonage. Nous apprendrons comment mettre en place des Données Utilisateurs et nous servir des Dynamiques de Spline afin de donner vie à notre scène finale, ou tout simplement lui offrir une pose désirée. Tout ce qui suit fut réalisé avec le logiciel Cinema 4D 11,5, accompagné des modules Mograph et Hair.

01 Création d'un doigt

Commençons par la phalange, soit un cylindre de 8 segments de rotation, autorisez les modifications (touche C). Grâce à l'extrusion et à l'extrusion interne, donnez forme à votre objet, l'outil couteau et le pontage seront aussi très utiles. Sélectionnez par boucle quelques groupes d’arêtes, afin de les biseauter (1 unité convient très bien), ceci renforcera les angles. Dupliquez cette phalange afin de créer un doigt.

02 Du pouce à l'auriculaire

Dupliquez ce doigt 4 fois, et modifiez la taille des phalanges afin d'obtenir une main à l'apparence humaine. Remarquez que chaque doigt se trouve dans un objet neutre portant son nom, mais aussi toutes les phalanges le composant. Bien organiser sa hiérarchie, chaque objet neutre se trouve au niveau de l'axe de rotation de l'objet qu'il contient. Regroupez tous les doigts dans un neutre, et le mettre dans un seul objet Hyper Nurbs.

03 Finalisation de la main

Utilisez les primitives de bases: tube, sphères, cylindre afin de rajouter des éléments, et donc du détail, n'hésitez pas à en mettre, cela renforcera le réalisme final. L'objet Cloner est un bon moyen pour répartir, dupliquer et positionner ces détails. Pour la série de boulons, un simple cylindre, biseauté, placé dans un objet Cloner en mode radial, avec le rayon et la quantité adéquats.

04 L'avant-bras

Afin de donner un style torsadé à l'avant-bras, créez une spline à la forme désirée, créez un cylindre, fin, long, et correctement subdivisé. Sélectionnez par boucle un groupe de faces sur deux, faites une extrusion, suivie d'un léger biseautage (très important, car lors du rendu, l'objet captera mieux la lumière). Mettez ce cylindre comme enfant d'un objet Enveloppe Spline en positionnant votre spline précédemment crée dans le champ correspondant. Pensez à modifier la propriété du tag lissage à 30 degrés.

05 Le coude

Afin de créer l'articulation du coude, éditez une sphère, de type octaèdre de 12 segments. En mode face, sélectionnez toutes les faces, passez en mode arrête, sélectionnez tout et faites un biseautage avec décalage interne de 2,8. Repassez en mode face, effacez celles qui sont déjà sélectionnées. Sélectionnez les faces restantes, et faites une extrusion avec un décalage de valeur négative, pensez à cocher Couvercles. Mettez le tout dans un Hyper Nurbs. N'hésitez pas à rajouter des éléments.

06 Détail du bras

Dans un objet neutre, insérez un cylindre, de 16 segments de hauteur et de 36 segments de rotation. Dans le même neutre, mais au-dessus du cylindre, placez un objet Dilatation/Contraction, avec les paramètres qui vous conviennent (ici, -83 % d'intensité, et 174 % de courbure), donnez-lui la position en X adéquat. Sélectionnez l'objet neutre et son contenu, menu Objet>Convertir en Objet. Vos obtiendrez un nouveau neutre avec un seul objet éditable. En mode polygone, sélectez les faces qui vous conviennent pour effectuer des extrusions.

07 Du biceps

Toujours à partir d'un cylindre, assez long cette fois-ci, autorisez les modifications (touche C), sélectionnez toutes les faces, excepté celles des extrémités, et biseautez, avec une extrusion de -5 et un décalage interne de 5 (pensez à décocher Préserver les Groupes). Rajoutez-y comme enfant une Enveloppe Spline, y mettre une spline légèrement courbée sur les bords. Dans les caractéristiques de l'Enveloppe Spline, modifiez la Taille, en lui donnant une apparence arquée.

08 Une Peau pour l'épaule

Peau Nurbs peut être très pratique pour la modélisation d'objets délicats. Créez plusieurs splines, de tailles et de formes différentes; positionnez-les à votre convenance. Insérez les splines, dans l'ordre, dans un Peau Nurbs. Afin d'obtenir un maillage convenable, entrez dans le champ Subdivision du Maillage U un chiffre répondant à cette formule: (8*D)+1; D étant un entier supérieur à 0. Éditez et modifier à votre convenance.

09 Données Utilisateur

Afin de donner une pose, voir d'animer le robot, nous utiliserons les Données Utilisateur. Créez un Neutre, que vous nommerez ANIMATION. En enfant, mettez un autre neutre, nommez-le Poignet. Créez une Nouvelle Données Utilisateur, ajoutez deux données: Rotation et Inclinaison. Dans Interface, mettez Curseur de Champs d'entrée; dans Unité, mettez Degré. Définissez les valeurs min et max. Dès lors, un nouvel onglet apparaît dans votre neutre Poignet, avec deux sliders.

10 Un peu de Xpresso

Faite un clic droit sur votre neutre poignet, Propriété CINEMA 4D>Xpresso: une fenêtre apparaît. Faite un clissé-déposé de votre neutre Poignet. Cliquez sur le petit carré rouge afin de définir la valeur d'entrée, soit Données Utilisateur>inclinaison. Clissez le neutre contenant la partie du poignet qui devra s'incliner dans la fenêtre Xpresso. Cliquez sur le petit carré bleu afin de définir la valeur de sortie, soit Coordonnées>Rotation>Rotation B. Faite de même pour la rotation.

11 Ça bouge

Dans la fenêtre Xpresso, grâce à la souris, reliez le point rouge au point bleu, une ligne apparaît. Dans Attribut, sélectionnez vos données (elles apparaissent en gris clair), clic droit, et Ajouter à l'affichage frontal. Vos sliders apparaissent alors dans votre fenêtre. Faite de même pour tout objet qui devra être animé. Je vous conseille de paramétrer vos Données Utilisateur au fur et à mesure de votre modélisation.

12 Colonne vertébrale

Créez une Spline. À partir de primitives simples, élaborez une instance que vous dupliquerez grâce à MoGraph. Mettez votre objet (ou le neutre contenant tous les objets de votre instance) dans un objet Cloner, ce dernier sélectionné, allez dans MoGrpah>Effecteur Spline et positionnez votre spline précédemment créée dans le champ indiqué, modifiez les paramètres de rotation si besoin est. Utilisez Enveloppe Spline avec cette même spline créée pour courber votre colonne.

13 La cage pulmonaire

Placez une sphère hexaèdre 11 segments dans un objet neutre. Afin de déformer cette sphère, placez-y à l'intérieur du neutre, mais au-dessus de la primitive différents objets Deformer, comme Effilage, Inclinaison et Déformation libre. Paramétrez ces Deformer à votre convenance. Ensuite, positionnez le Neutre comme enfant d'un objet Réseau d'Atome avec un Rayon de Cylindre et de Sphère identique.

14 L'organique.

Afin d'enrichir en détail, créez plein d'éléments différents à partir de primitives de base, autorisez les modifications, et changez la position ou l'échelle d'un groupe d’arêtes, extrudez des faces, etc... Laissez court à votre imagination. Pensez toujours à biseauter les angles, et pour que ce dernier soit bien visible, réduisez la propriété de lissage à 30°.

15 L'intestin grêle

Toujours dans le souci de donner à ce robot un aspect très organique, créez un intestin. Pour ceci, une spline cercle (qui représentera le diamètre de l'organe), une B Spline qui part dans tous les sens (qui sera le cheminement de l'intestin). Dans un objet Extrusion Contrôlée NURBS, placez votre cercle, et en dessous votre spline directrice. Attention aux Points Intermediares de vos splines, usez de paramètres adéquats afin que le maillage reste lisible.

16 La tuyauterie

Laissez libre court à vos délires, et accumulez les Splines afin d'y produire des Extrusions Contrôlée NURBS, ou des modifications de cylindres retravaillés avec Enveloppe Spline. Pour les Extrusions Contrôlée, n'hésitez pas à utiliser des Splines Fleurs, Roue dentée, N Côtés comme base de votre tuyau.

17 Un tuyau interactif

Au fil de la modélisation, nous sommes amenés à créer un tuyau (ici un cylindre retravaillé qui suivra à courbure d'une Spline grâce à Enveloppe Spline) qui partira du haut du dos, et qui terminera au niveau du bassin. Lorsque nous souhaiterons animer le robot, ou tout du moins lui donner une pause, les deux extrémités du tuyau vont bouger de manière distincte. Pour que notre tubulure réponde à cette différence, nous utiliserons Dynamique de Spline.

18 Définir les Contraintes

Tout se passe au niveau de la Spline, cette dernière est une B Spline, avec peu de points intermédiaires. Sélectionnez cette Spline, passez en mode point et sélectionnez le dernier point, positionnez-le au centre du cylindre auquel il sera rattaché. Faites clic droit sur l'objet Spline, Propriété Hair>Contrainte. Dans la fenêtre des Contraintes, mettez le cylindre mentionné ci-dessus, et cliquez sur définir. Faite de même pour l'autre extrémité.

19 Dynamique de Spline

Une fois les contraintes définit, faite de nouveau un clic droit sur l'objet Spline, Propriété Hair>Dynamique de Spline. Jouez avec les paramètres, mais évitez une trop grande rigidité. Faite un Play, et vous verrez votre tuyau bouger dans tous les sens, bien fixer à ses extrémités, son mouvement se stabilisera peu à peu.

20 Bougez le bassin

Dès lors, faites une rotation du bassin, appuyez sur play pour voir les modifications, car le tuyau ne bougera pas en temps réel. Rien ne vous empêche d'utiliser Dynamique de Spline pour tout tuyau partant d'un membre à l'autre et qui devra réagir à leurs différents mouvements.

21 Un peu de Booléens quand même

Créez une structure grâce à Peau NURBS à partir de Splines circulaires et rectangulaires. Effectuez une opération booléenne de cette structure avec deux cylindres. Ceci permet de casser la régularité de votre objet. Éditez votre structure finale, passez en mode point et comblez les trous en créant de nouveaux polygones. Extrusion et Biseautage permettront de finaliser votre objet. Après chaque opération booléenne, il est important de nettoyer votre maillage.

22 La grâce des Deformer.

Un Tube, tout simple, biseauté légèrement avec un tag lissage à 30°, placez-y un Déformer Incurvation, bien placé avec une intensité de 90° : On obtient des courbes fortes intéressantes. Idem, un cube, plutôt haut et bien subdivisé, avec Enveloppe Spline, donnez-lui la forme d'une Spline anguleuse. Un petit Effilage, et tout de suite une grâce s'en dégage. N'hésitez pas à abuser des objets Deformer, ce sont des outils puissants.

23 Sélection progressive

Créez un tube, cochez découpe de 0 à 180°, autorisez les modifications. Passez en mode arêtes, sélectionnez l'arête centrale du bord, avec outil déplacement, activez Sélection Progressive en mode d’atténuation Cloche. Déplacez cette arête, cela déplace l'ensemble des arêtes avoisinantes. Afin d’aligner les points involontairement décalés, sélectionnez-les, et Structure>Valeur Commune, mettez centrée sur l'axe Z. Quelques extrusions, du biseautage, et voile votre arcade sourcilière.

24 Mise en place grâce aux Données Utilisateur

Si vous avez bien pensé à créer vos Données Utilisateur afin d'articuler chaque membre, il ne vous reste plus qu'à sélectionner l'ensemble des neutres contenant les DU et les Xpresso pour qu'il s'affiche à l'écran. Vérifiez si Affichage Frontal du menu Filtre est bien coché. Il ne vous reste plus qu'à bouger les curseurs pour donner une position à votre robot.

Quelques astuces lors de votre modélisation

Pensez à convertir vos objets (touche C) une fois qu'ils sont finalisés, notamment les objets Mograph, les Extrusions Contrôlées, ou les Peau Nurbs, ceci permet un gain des ressources machine lors des rendus finaux. Créez un Objet Neutre que vous nommez ARCHIVES, et mettez-y vos objets originaux. De cette façon, vous pourrez à tout moment effectuer des modifications si besoin est.La hiérarchie de votre scène doit être le plus claire possible, n'hésitez pas à utiliser des Objets Neutres afin de regrouper une série d'objets lui correspondant. Le Neutre doit toujours se trouver au niveau de l'axe de rotation de cet ensemble.Pour la symétrie, lorsque vous avez créé votre bras gauche par exemple, n'utilisez pas l'Objet Symétrie pour créer le bras droit, mais dupliquez ce premier, et mettez -1 à l'échelle des X, et positionnez-le à sa place: généralement la valeur négative de sa position en X.