Propriétés des surfaces en 3D

Ci-dessous, vous trouverez la description de quelques-unes des principales propriétés utilisées dans un moteur de rendu 3D pour créer des matériaux et des surfaces réalistes.

Diffusion

Anglais : Diffuse

(Aussi appelé Albedo ou Base Color)

La propriété diffuse représente la couleur de base d’une surface lorsqu’elle est illuminée par la lumière. Par exemple, si vous peignez un mur en rouge, la couleur diffuse de ce mur est rouge.

Rugosité

Anglais : Roughness

La rugosité détermine l’apparence rugueuse ou lisse d’une surface. Une surface rugueuse (comme du papier de verre) disperse la lumière dans plusieurs directions, ce qui la rend moins brillante. Une surface lisse (comme un miroir poli) reflète la lumière de manière uniforme, ce qui la rend plus brillante.

La brillance (Glossiness) est l’inverse de la rugosité. Une valeur élevée de brillance signifie que la surface est lisse et réfléchissante, tandis qu’une faible valeur rend la surface rugueuse et moins brillante. Certains moteurs de rendu utilisent la brillance à la place de la rugosité, mais les deux propriétés fonctionnent de manière opposée.

Métallicité

Anglais : Metalness

La métallicité spécifie l’aspect métallique d’une surface. Une valeur élevée de métallicité fait que la surface se comporte comme du métal, en réfléchissant la majorité de la lumière et apparaissant brillante. Une faible valeur la fait ressembler davantage à un non-métal, absorbant plus de lumière et apparaissant moins brillante. La métallicité est souvent utilisée en combinaison avec la rugosité pour créer des matériaux réalistes.

Normale

Anglais : Normal

Les cartes de normales (Normal Maps) créent l’illusion de détails complexes, comme des bosses ou des creux, sans ajouter de géométrie supplémentaire. Elles stockent des informations de direction pour la surface dans les canaux de couleur RVB, créant ainsi une apparence de profondeur et de texture.

Il est également possible de donner l’illusion du relief avec une image en niveaux de gris, où le blanc représente le maximum (1) et le noir, le minimum (0). Dans ce cas, on parle de carte de relief (Bump Map). Cependant, les cartes de relief sont moins détaillées que les cartes de normales, car elles ne donnent les valeurs de direction que sur un seul axe.

Déplacement

Anglais : Displacement

Le déplacement modifie la forme réelle de la surface, ajoutant des détails tridimensionnels tels que des bosses, des rides ou des fissures. Contrairement aux cartes de normales, les cartes de déplacement altèrent physiquement la géométrie de la surface.

Transmission

Anglais : Transmission

La transmission contrôle la quantité de lumière qui traverse un matériau, comme le verre ou l’eau. Des valeurs de transmission plus élevées rendent le matériau plus transparent.

Émission

Anglais : Emission

L’émission fait qu’une surface émette sa propre lumière. Par exemple, une ampoule ou un métal incandescent aurait une valeur d’émission, ce qui le ferait apparaître comme une source de lumière.

Transluminescence

Anglais : Subsurface Scattering

La transluminescence (aussi appelée dispersion sous-surfacique) simule la pénétration de la lumière dans une surface, sa dispersion dans le matériau, puis sa sortie en un autre point. Cette propriété est essentielle pour les matériaux comme la peau, le marbre, le lait ou la cire, leur donnant un aspect réaliste.

Occlusion Ambiante

Anglais : Ambiant Occlusion

L’occlusion ambiante ajoute de l’ombrage dans les zones où moins de lumière atteindrait naturellement, comme les coins et les crevasses. Cela aide à créer un sentiment de profondeur et de réalisme dans la scène.

Indice de Réfraction

Anglais : Index of Refraction (IOR)

L’indice de réfraction définit la quantité de déviation de la lumière lorsqu’elle entre dans un matériau. Différents matériaux, comme le verre, l’eau ou le diamant, ont des IOR uniques, ce qui explique leur apparence différente. Ajuster les valeurs d’IOR peut faire apparaître un matériau comme du verre, du cristal ou toute substance transparente.

Diffusion Lambertienne

Anglais : Lambertian Diffusion

La diffusion lambertienne décrit un type de diffusion de la lumière sur les surfaces mates. Lorsque la lumière frappe une telle surface, elle se diffuse de manière égale dans toutes les directions, ce qui la fait apparaître uniformément éclairée de tous les angles. Cet effet porte le nom de Johann Heinrich Lambert, qui a décrit ce comportement.

Échantillonnage

Anglais : Sampling

Dans le rendu 3D, l’échantillonnage est le processus de calcul de plusieurs rayons de lumière pour chaque pixel afin d’obtenir un éclairage, des ombrages et des ombres réalistes. Plus il y a d’échantillons, plus l’image rendue est lisse et détaillée, mais cela augmente le temps de rendu, nécessitant un équilibre entre qualité et vitesse.

BSDF

Anglais : Bidirectional Scattering Distribution Function

BSDF (Fonction de Distribution de Diffusion Bidirectionnelle) décrit comment la lumière interagit avec une surface, couvrant à la fois la réflexion et la transmission (lumière traversant la surface). Il combine des modèles de réflexion (BRDF) et de transmission (BTDF) pour définir la diffusion de la lumière dans toutes les directions sur ou à travers un matériau.

BRDF

Anglais : Bidirectional Reflectance Distribution Function

BRDF (Fonction de Distribution de Réflectance Bidirectionnelle) est un type spécifique de BSDF qui se concentre sur la réflexion. Il définit comment la lumière est réfléchie sur une surface sous différents angles, aidant à simuler l’apparence brillante, mate ou satinée d’un matériau.

BTDF

Anglais : Bidirectional Transmittance Distribution Function

BTDF (Fonction de Distribution de Transmittance Bidirectionnelle) est une fonction qui décrit comment la lumière traverse un matériau et en ressort de l’autre côté. Elle définit la transmission de la lumière dans différentes directions, simulant des effets réalistes pour des matériaux comme le verre, l’eau ou les surfaces dépoli. Combinée avec la BRDF, elle décrit entièrement comment la lumière interagit avec une surface.