Pipeline de rendu

Pipeline de rendu

Le pipeline de rendu est la séquence d'étapes qu'un moteur de rendu suit pour transformer une scène 3D en une image 2D. Comprendre le pipeline vous aide à optimiser vos scènes et à déboguer les problèmes de rendu. Bien que différents moteurs de rendu aient des implémentations différentes, le pipeline de base suit une structure similaire pour tous. Le pipeline peut être divisé en plusieurs étapes majeures.

La première étape est le traitement de la géométrie. Le moteur de rendu prend les modèles 3D de la scène et les transforme de leurs systèmes de coordonnées locaux dans l'espace monde, puis dans l'espace caméra, et enfin dans l'espace écran. Cela implique de multiplier chaque sommet par les matrices monde, vue et projection. Au cours de cette étape, le moteur de rendu effectue également l'élimination des faces arrière, supprimant les polygones qui font face à l'opposé de la caméra.

Ensuite vient la rastérisation pour les moteurs de rendu en temps réel ou le lancer de rayons pour les moteurs de rendu hors ligne. La rastérisation convertit la géométrie transformée en pixels en déterminant quels pixels à l'écran sont couverts par chaque triangle. Le lancer de rayons fait l'inverse, envoyant des rayons depuis la caméra à travers chaque pixel et calculant ce qu'ils touchent. Le lancer de rayons produit des résultats plus précis mais est beaucoup plus lent.

Après avoir déterminé la visibilité, l'étape d'ombrage calcule la couleur de chaque surface visible. C'est là que les matériaux, les textures et l'éclairage se combinent. Le shader évalue les propriétés de la surface à chaque point, recherche les valeurs de texture, et calcule comment la lumière interagit avec la surface. Pour des matériaux complexes comme la peau ou le verre, cette étape peut impliquer plusieurs couches de calculs d'ombrage.

La dernière étape est le post-traitement. Cela inclut des opérations comme le mappage de tons, qui convertit les valeurs HDR en valeurs LDR affichables, l'anti-aliasing pour adoucir les bords irréguliers, et tout effet de caméra comme la profondeur de champ ou le flou de mouvement. Certains de ces effets peuvent être réalisés dans l'étape de composition à la place, selon le pipeline. La sortie est l'image finale rendue.