Vidéo qui explique les bases des matériaux 3D et des concepts connexes. Le contenu clarifie la distinction entre une texture , un shader et un matériau , définissant chacun de ces éléments dans le contexte de la modélisation 3D. Il explore ensuite différents types de shaders couramment utilisés, tels que le diffuse, le glossy et le réfraction, et introduit le concept d’albedo . La vidéo aborde également les méthodes de création de détails sur les surfaces sans ajouter de géométrie, en expliquant les cartes normales , les cartes de déplacement et le flux de travail PBR (rendu basé sur la physique). Enfin, elle couvre les textures procédurales et les techniques comme le subsurface scattering et le clear coat pour un rendu réaliste.
Guide d’étude : Shaders 3D avancés et la manipulation de la lumière
1.0 Introduction
Au cœur de tout matériau 3D se trouve un shader, le « cerveau » qui dicte précisément comment la surface d’un objet doit interagir avec la lumière. Ce guide explique le fonctionnement de quatre shaders 3D avancés et examine comment chacun d’eux manipule la lumière de manière unique pour simuler des matériaux réalistes.
2.0 Le Shader de Réfraction
2.1 Usage et Matériaux
On utilise ce shader pour simuler des matériaux transparents à travers lesquels la lumière peut passer. Les exemples courants incluent :
- Verre
- Eau
- Cristaux
2.2 Mécanisme de la Lumière
Le mécanisme principal de ce shader est que la lumière ne rebondit pas sur la surface, mais la traverse. Le shader calcule ensuite comment cette lumière se comporte en passant à travers l’objet.
2.3 Propriété Clé : Indice de Réfraction (IOR)
La propriété fondamentale de ce shader est l’IOR, ou indice de réfraction. Cette valeur numérique contrôle l’intensité de la courbure (ou déviation) de la lumière lorsqu’elle pénètre et se déplace à l’intérieur du matériau. Pour un réalisme maximal, il est conseillé d’utiliser des valeurs IOR issues du monde réel. Par exemple, l’eau pure a un IOR de 1,33, et l’utilisation de cette valeur garantit que la lumière se comporte de manière physiquement exacte.
3.0 Le Shader Métallique
3.1 Mécanisme et Propriété Distinctive
La fonction principale d’un shader métallique est de simuler la manière unique dont les métaux interagissent avec la lumière. Sa caractéristique fondamentale, qui le distingue des matériaux non métalliques (diélectriques) comme le plastique, est sa capacité à colorer la lumière qu’il réfléchit.
3.2 Exemple Comparatif
Pour illustrer ce concept, considérons les deux scénarios suivants :
- Une lumière blanche frappant une sphère métallique rose rebondit et devient de la lumière rose.
- À l’inverse, une lumière blanche frappant une surface en plastique rebondit et reste blanche.
4.0 La Dispersion sous-surfacique (Subsurface Scattering - SSS)
4.1 Objectif et Réalisme
Le SSS simule la lumière qui pénètre la surface d’un matériau translucide, se diffuse à l’intérieur de la matière avant d’en ressortir en un autre point. Cet effet est crucial pour donner un aspect réaliste et organique à des matériaux comme la peau et la cire.
4.2 Analogie Illustrative
L’effet est similaire à ce que l’on observe en plaçant son doigt devant une source de lumière vive. On peut voir la lumière se diffuser à l’intérieur du doigt, lui donnant une lueur rougeâtre. C’est précisément ce phénomène que le SSS cherche à simuler numériquement.
5.0 Le Shader de Revêtement (Coating / Clear Coat)
5.1 Concept de Superposition
Ce shader a pour fonction de simuler l’application d’une fine couche brillante et transparente par-dessus un matériau de base, créant ainsi un matériau à deux couches.
5.2 Cas d’Usage Essentiel : Peinture Automobile
Le shader de revêtement est décrit comme essentiel pour le rendu des voitures. L’analogie est celle de la peinture d’une voiture réelle : une couche de peinture de base est d’abord appliquée, suivie d’une couche de finition transparente (« clear coat ») qui fournit la finition brillante et protectrice.
5.3 Règle Fondamentale
La règle principale de ce shader est simple et stricte : il n’affecte pas la couleur, seulement les réflexions. Ceci permet de simuler de manière réaliste des matériaux complexes. Par exemple, pour une peinture automobile, la couche de base peut avoir ses propres reflets (comme des paillettes métalliques), tandis que le revêtement « Clear Coat » ajoute une seconde couche de reflets nets et brillants par-dessus, exactement comme un vernis.