Tutoriel : Shader de peau dans Blender : subsurface scattering réaliste

Une peau rendue sans diffusion sous la surface ressemble à du plastique ou à de la cire mate : les ombres sont dures, les bords trop nets, et une oreille éclairée par l'arrière reste noire. Dans la réalité, la lumière entre dans la peau, s'y disperse sur quelques millimètres et ressort ailleurs, teintée de rouge par le sang. C'est le subsurface scattering, ou SSS. Ce tutoriel construit un shader de peau dans Blender avec le Principled BSDF : la bonne méthode de diffusion, l'échelle qui fait tout, les textures, les pores, et ce qu'Eevee sait ou ne sait pas faire.

Le principe en une phrase

Le manuel définit le rayon de diffusion comme la distance moyenne que parcourt la lumière sous la surface, réglée séparément pour le rouge, le vert et le bleu, « pour rendre des matériaux comme la peau, où la lumière rouge pénètre plus profondément ». C'est ce décalage qui donne les ombres rougies à la limite entre lumière et ombre, et le contre-jour rouge des oreilles et des narines. La fiche subsurface scattering dans Blender reprend la notion.

Préparer la scène

• Cycles : les méthodes de diffusion précises, Random Walk et Random Walk (Skin), sont marquées Cycles seulement dans le manuel. Les limites d'Eevee sont détaillées plus bas.
• L'échelle réelle : le rayon de diffusion est une distance. Une tête modélisée à 2 mètres de haut ou à 2 centimètres ne diffusera pas comme une vraie tête. Vérifiez les dimensions dans le panneau latéral (N) et appliquez l'échelle avec Ctrl + A > Scale.
• Un maillage fermé : le manuel précise que Random Walk fait une vraie diffusion volumétrique à l'intérieur du maillage et fonctionne au mieux sur des maillages fermés. Des faces superposées ou des trous, fréquents autour des yeux et de la bouche, créent des défauts.
• Un éclairage de test : une lampe principale douce et une lampe placée derrière la tête, pour vérifier la lumière qui traverse les oreilles.

Régler le panneau Subsurface

Sur le Principled BSDF, ouvrez le panneau Subsurface :

• Weight : 1. Le manuel indique que cette valeur devrait en général être 0 ou 1, entièrement diffuse ou entièrement en subsurface.
• Method : Random Walk (Skin). Le manuel la décrit comme optimisée pour la peau : le rayon est ajusté automatiquement d'après la texture de couleur, et l'entrée de la lumière mêle transmission diffuse et spéculaire avec un IOR propre. Elle conserve davantage le détail et la couleur de surface, et se rapproche des mesures faites sur de la vraie peau. Christensen-Burley est une approximation, moins précise mais parfois moins bruitée.
• Radius : trois valeurs pour le rouge, le vert et le bleu. Gardez le rouge nettement au-dessus des deux autres : c'est lui qui donne la teinte chaude aux zones d'ombre.
• Scale : le multiplicateur du rayon, exprimé en distance. C'est celui qu'on trouve souvent faux. À l'échelle réelle, la lumière ne traverse que quelques millimètres de peau : partez d'une valeur de l'ordre du centimètre ou moins, puis ajustez en regardant le contre-jour des oreilles. Une valeur de 0,1 à 0,3, qu'on voit souvent conseillée, représente 10 à 30 cm dans une scène en mètres : la lumière traverse toute la tête comme de la gelée.
• IOR : l'indice de réfraction des rayons qui entrent dans la couche de diffusion, distinct de l'IOR global. Le manuel indique qu'il sert à simuler les différentes couches de la peau.
• Anisotropy : la direction de la diffusion dans le volume. Le manuel cite une anisotropie de 0,8 mesurée sur la peau.

Les reflets de la peau

La peau n'est pas mate : elle porte une fine couche grasse qui reflète la lumière. Dans le panneau Specular, l'entrée IOR Level règle l'intensité du reflet (0,5 ne change rien, 0 supprime les reflets, 1 les double de face), et la Roughness sa netteté. Le front, le nez et les lèvres brillent plus que les joues : une carte de rugosité, branchée en Non-Color, rend ces différences.

Deux couches complètent le rendu de près. Sheen simule de très fines fibres à la surface : à faible intensité, il évoque le duvet d'une joue en lumière rasante ; le manuel d'Eevee le qualifie toutefois d'approximation grossière. Coat ajoute une couche brillante par-dessus, utile pour une peau mouillée ou couverte de sueur.

Textures et pores

• Base Color : une texture de peau en couleur, laissée en sRGB. Avec Random Walk (Skin), elle influe aussi sur le rayon de diffusion.
• Roughness : une carte en Non-Color, plus claire sur les zones mates.
• Normal : une normal map dans un nœud Normal Map, image en Non-Color. Le manuel signale la propriété Convention : Blender attend des cartes OpenGL, mais peut lire des cartes au format DirectX produites par d'autres logiciels.
• Pores et ridules : le manuel cite précisément les pores et les rides de la peau comme usage typique du bump. Une texture de bruit fine dans un nœud Bump à faible Strength suffit souvent, sans subdiviser le maillage. Les rides profondes relèvent plutôt du vrai déplacement, détaillé dans notre tutoriel sur les displacement maps.

Pour varier la diffusion selon les zones, une texture peut aussi piloter le Radius ou le Weight : moins de diffusion sur le nez et le menton, où l'os est proche de la surface, davantage sur les oreilles et les joues. La fiche carte SSS en présente le principe.

Eevee : ce qui fonctionne et ce qui manque

Eevee rend le subsurface du Principled BSDF, avec des limites que son manuel liste : l'échantillonnage Random Walk, l'IOR et l'anisotropie du subsurface ne sont pas pris en charge. Eevee estime l'épaisseur de l'objet pour calculer la diffusion. Sans réglage, il prend une épaisseur par défaut fondée sur la dimension minimale de l'objet ; une valeur branchée dans la sortie Thickness du Material Output la remplace, en espace objet. Pour un aperçu rapide ou une animation stylisée, Eevee convient. Pour un gros plan réaliste, Cycles et Random Walk (Skin) donnent le résultat attendu.

Contrôler le rendu

• Regardez en contre-jour : une oreille éclairée par l'arrière doit laisser passer une lueur rouge. Noire, le Scale est trop petit ; orange vif dans toute la tête, il est trop grand.
• Surveillez les zones fines : paupières, ailes du nez et oreilles trahissent les défauts de maillage avec Random Walk.
• Le bruit : la diffusion demande plus d'échantillons qu'une surface opaque. Gardez le débruitage pour l'image finale et vérifiez qu'il ne lisse pas les pores.
• La gestion des couleurs : la transformation AgX, par défaut dans Blender, désature progressivement les couleurs très exposées, comme le fait un film : une joue en pleine lumière ne vire pas à l'aplat saturé.

Pour l'éclairage, une HDRI de studio donne des reflets crédibles sur la peau en quelques minutes, comme expliqué dans notre tutoriel sur l'éclairage HDRI de studio.

Et au rendu ?

Un visage en gros plan cumule ce qui allonge un rendu Cycles : diffusion sous la surface, cheveux, échantillons élevés pour un bruit propre sur la peau. Sur une animation, chaque image repasse par là. L'add-on TURNA envoie la scène depuis Blender et répartit les images de l'animation sur 1 à 8 machines GPU, au temps réellement consommé. Le calculateur de temps de rendu donne une estimation avant de lancer, et notre guide sur le rendu dans Blender reprend les réglages de sortie.