Qu'est-ce que l'équation de rendu?
L'équation de rendu est un aspect de l'infographie qui traite de la façon dont la lumière rayonne et rebondit sur les surfaces. Les graphistes peuvent ainsi réaliser des scènes tridimensionnelles réalistes (3D). Les concepteurs doivent prendre en compte deux facteurs: la lumière directe et indirecte, ou la lumière d’une source et la lumière qui rebondit sur les surfaces. L’un des principaux supports de l’équation de rendu est l’animation 3D, car sans lumière, les scènes et les personnages sembleraient plats et inconfortables. Les jeux vidéo utilisent également cette équation, mais il existe des défis uniques, car les jeux doivent être rendus en temps réel. Bien que cette technique de rendu soit adaptée à l'imitation de la lumière, certaines restrictions l'empêchent, à partir de 2011, de l'imiter parfaitement dans le monde réel.
Cette équation est un peu complexe et comprend un certain nombre de variables. Il est également possible de l'écrire de différentes manières, mais un certain nombre de variables doivent toujours être prises en compte. Dans l'équation, L o est la lumière sortante; x est un point sur une surface et ω est la direction. La lumière émise est L e et la lumière entrante. Une version de l'équation ressemble à ceci:
L o (x, ω) = L e (x,) + Ω ƒ r (x, ′ ′,) L i (x, ′ ′) (- ′ • n) d ′ ′
Cela signifie que la lumière sortante, avec une direction particulière à partir d'un point spécifique, est égale à la lumière émise depuis ce point plus une intégrale ( Ω ) de la fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle, la lumière entrante et l'atténuation de la lumière entrante. , dans toutes les directions (ω ′) de l’hémisphère déterminées par n .
Les concepteurs doivent prendre en compte deux types de lumière lors de l’utilisation de l’équation de rendu. La lumière directe désigne toute lumière provenant directement d'une source lumineuse, telle qu'une ampoule ou le soleil. Les concepteurs doivent faire en sorte que la lumière rayonne de la source à la bonne intensité afin de refléter correctement sur les surfaces. La lumière indirecte est une lumière qui ne provient pas directement de la source, telle qu'une lumière qui se courbe autour d'une surface. Cela nécessite que les concepteurs s'assurent que la lumière détaille avec précision la texture d'une surface et que la lumière et les ombres se mélangent sans erreur.
Les animations 3D générées par ordinateur utilisent l'équation de rendu pour créer des scènes réalistes. Les animations 3D étant conçues pour imiter la vie réelle, qu’elles soient stylistiques ou réalistes, cette lumière est indispensable pour donner une apparence réelle aux scènes. Sans lumière, les surfaces et les personnages perdraient beaucoup de leur profondeur et de nombreux téléspectateurs pourraient penser que les scènes ont l'air gênantes. Dans le même temps, les animations 3D destinées aux très jeunes enfants ou aux petits budgets peuvent utiliser une équation de lumière limitée qui n’est pas aussi réaliste, mais qui est plus facile à utiliser pour les concepteurs.
Les jeux vidéo utilisent souvent l'équation de rendu, mais cela représente un défi pour les concepteurs. Avec les animations 3D, les concepteurs sont en mesure de corriger la lumière si elle semble incorrecte. un concepteur de jeu doit programmer la lumière pour qu’elle fonctionne et affiche en temps réel. Cela nécessite souvent une équation réduite qui peut charger la lumière rapidement.
Bien que l'équation de rendu puisse créer une lumière d'apparence réaliste, certaines limitations l'empêchent de copier la vie réelle. Dans le monde réel, la lumière peut réagir de manière très difficile à programmer. Par exemple, la lumière peut être absorbée et repoussée avec différentes longueurs d’onde, ou peut être émise ultérieurement au lieu d’immédiatement; ces deux sont très difficiles à programmer. Dans le même temps, comme la plupart des téléspectateurs ou des joueurs sont concentrés sur l'action de l'animation ou du jeu, il est peu probable que la plupart des téléspectateurs remarquent ces problèmes.