Comment simulez-vous différents types et sources de lumière dans les scènes 3D ? (2024)

Lors de la création de scènes 3D, vous avez le choix entre différents types de sources lumineuses, chacune avec son propre effet et son propre style. Les lumières directionnelles simulent la lumière du soleil ou d’autres sources lumineuses lointaines qui projettent des rayons parallèles et des ombres nettes. Les lumières ponctuelles émettent de la lumière dans toutes les directions à partir d’un seul point, comme une ampoule ou une bougie, avec des ombres douces qui deviennent plus sombres à mesure que la distance de la lumière augmente. Les spots émettent de la lumière dans une direction spécifique dans une forme de cône, comme une lampe de poche ou un projecteur; Ils projettent des ombres douces qui deviennent plus nettes à mesure que l’angle du cône diminue. Enfin, les lumières de zone émettent de la lumière à partir d’une surface rectangulaire ou circulaire, comme une fenêtre ou une lampe; Ils projettent des ombres douces qui varient en fonction de la forme et de la taille de la lumière.

Lors du contrôle de la façon dont les sources lumineuses affectent les scènes 3D, diverses propriétés peuvent être ajustées en plus du type. La couleur est la teinte et l’intensité qui peuvent être choisies à partir d’un sélecteur de couleurs ou d’un curseur de température, influençant le ton, le contraste, l’humeur et l’émotion. L’intensité est la quantité de lumière émise, mesurée en unités telles que la candela, le lumen ou le lux; Il affecte la luminosité, l’exposition, la visibilité et les détails des objets. L’atténuation mesure la diminution de l’intensité lumineuse sur la distance et est mesurée en unités telles que carré inverse ou linéaire; Il affecte le réalisme, la profondeur, l’équilibre et la concentration de la composition. L’ombre est la zone sombre créée lorsqu’un objet bloque la lumière d’une autre surface; Il affecte la forme, le volume, le réalisme et le drame d’une scène.

Les modèles d’ombrage sont des formules mathématiques qui déterminent comment la lumière interagit avec la surface de vos objets, en fonction de leurs propriétés matérielles, telles que diffus (lumière diffusée dans toutes les directions), spéculaire (lumière réfléchie dans une direction spécifique), ambiante (lumière présente dans l’environnement) et émissive (lumière émise par une surface auto-éclairante). Il existe différents types de modèles d’ombrage que vous pouvez utiliser dans vos scènes 3D, en fonction du niveau de réalisme et de complexité que vous souhaitez atteindre. Le modèle Lambert est un modèle d’ombrage simple qui ne prend en compte que la composante diffuse de la surface, créant un aspect plat et terne. Le modèle Phong est plus avancé, compte tenu des composants diffus, spéculaires et ambiants de la surface, créant une apparence lisse et brillante. Enfin, le modèle PBR est à la pointe de la technologie, prenant en compte la rugosité, la métallité et la carte normale du matériau pour créer une apparence réaliste et détaillée.

Les techniques d’éclairage sont des méthodes et des stratégies que vous pouvez utiliser pour améliorer la qualité et l’esthétique de vos scènes 3D. L’éclairage à trois points est une technique classique qui utilise trois sources lumineuses pour créer une composition équilibrée et dynamique. La lumière principale définit la forme et la direction, la lumière de remplissage réduit le contraste et le rétroéclairage crée un bord ou un halo autour des objets. L’éclairage global est une technique moderne qui simule la lumière indirecte rebondissant sur les surfaces, créant un éclairage doux et naturel. Il peut être réalisé avec des algorithmes tels que le lancer de rayons ou la radiosité, ou des cartes précalculées comme les lightmaps ou les cartes d’occlusion ambiante. L’éclairage HDR est une technique avancée qui utilise des images à plage dynamique élevée comme sources lumineuses, créant un éclairage réaliste et varié avec des cartes HDRI ou des skybox.

Les outils d’éclairage sont des applications logicielles ou des plug-ins que vous pouvez utiliser pour créer et modifier vos sources lumineuses et vos modèles d’ombrage. Par exemple, Blender est un logiciel graphique 3D gratuit et open-source avec des cycles et des moteurs de rendu d’évoli, des matériaux à base de nœuds, un éclairage volumétrique, etc. Maya est un logiciel graphique 3D professionnel et standard avec des moteurs de rendu arnold et renderman, des matériaux hyperombragés, du ciel et du soleil physiques, et plus encore. Unity est un moteur de jeu 3D populaire et polyvalent avec des pipelines de rendu intégrés et scriptables, des matériaux de graphe de shader, des sondes lumineuses et des sondes de réflexion, et plus encore.

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