Qu'est-ce que l'observation de soi?

"L'observation automatique" est un terme qui décrit la situation dans laquelle une partie d'un objet se projette une ombre. Les exemples d’observation automatique incluent l’ombre portée par un nez humain sur le visage ou la lèvre supérieure lorsque la source de lumière vient d’en haut, ou l’ombre portée par le siège d’une chaise sur ses pieds. Lorsque le terme est utilisé en infographie - en particulier la programmation en infographie - il s'agit d'une référence aux ombres projetées par les objets tridimensionnels (3D) d'une scène ou aux ombres portées par des objets dynamiques sur eux-mêmes et les objets qui les entourent. . La nature de la programmation graphique 3D en temps réel oblige de nombreuses applications à utiliser des techniques qui suppriment souvent la possibilité de rendre des ombres automatiques au profit d’optimisations différentes. Cependant, à mesure que la vitesse et les capacités des ordinateurs augmentent, les méthodes d’observation automatique en temps réel sont devenus plus accessibles. Il existe plusieurs méthodes pour restituer des objets auto-shadowing en temps réel, mais les limitations matérielles produisent généralement des résultats qui présentent certains inconvénients, tels que des ombres imprécises, des ombres avec des contours artificiellement difficiles ou des scènes très lentes sur des cartes graphiques pas très rapides. .

Une distinction à faire lorsqu'on parle de l'observation automatique est la différence entre les objets statiques et dynamiques dans les graphiques en temps réel. Les objets statiques sont des objets 3D dans une scène qui ne bougent pas et dont aucune partie de leur géométrie n’a été modifiée au cours du rendu. En revanche, un objet dynamique est un objet qui n’est en aucun cas directement lié à la scène et qui peut être différent d’une image à l’autre. Dans la plupart des cas, la plupart des objets statiques et des scènes en temps non réel s'auto-assombrissent, que ce soit à cause du moteur de rendu ou à cause d'autres astuces graphiques pouvant être utilisées.

Plusieurs optimisations utilisées pour le rendu des graphiques 3D en temps réel rendent difficile la mise en œuvre de l'observation automatique dynamique. Certains exemples incluent un moteur graphique qui applique uniquement des effets d'éclairage à un arrière-plan statique, en ignorant les objets dynamiques tels que les personnages d'une scène ou un moteur qui traite les objets uniquement comme des silhouettes, sans se soucier de la géométrie interne. Avec l’augmentation du nombre de processeurs graphiques et d’ordinateurs, de nouvelles techniques permettent aux objets auto-suivis d’apparaître dans une scène en temps réel, avec certaines limitations et certains compromis.

Les volumes d'ombres sont l'un des moyens par lesquels l'auto-observation peut être implémenté dans une scène 3D. Cette méthode crée essentiellement des objets 3D qui occupent un volume clos dans une scène où une ombre est projetée, ce qui permet au rendu ou au shader d'effectuer des tests pour déterminer si un point se trouve dans un volume ombré afin de déterminer son éclairage. D'autres méthodes créent des cartes d'ombres, ou des ombres approximatives à partir de positions de sommet, pour créer des ombres très diffuses qui ne suivent pas nécessairement la fidélité d'une arête.

Presque toutes les méthodes d’observation automatique doivent échanger la vitesse ou la qualité pour obtenir un résultat acceptable. Des problèmes de qualité peuvent survenir par le biais de techniques rapides mais à faible résolution ou floues qui peuvent donner l'impression que certaines auto-ombres sont erronées ou déplacées. Des problèmes de vitesse surviennent lorsque les algorithmes utilisés nécessitent trop de temps système par image ou tentent de calculer les projections d'ombres de manière trop précise. Bien qu’il n’existe pas d’algorithme standard produisant des ombres automatiques, certaines cartes graphiques incluent l’accélération native de différentes méthodes permettant d’accroître la vitesse de certaines techniques.