Observez une scène de jeu vidéo moderne. Remarquez comment les objets semblent «tenir» le terrain, avec du poids et une présence. Regardez l'endroit où une caisse touche le sol, le pli des bras croisés d'un personnage ou les rainures complexes d'un mur de pierre. Dans les jeux plus anciens ou aux graphismes plats, ces zones pourraient paraître anormalement lumineuses ou délavées. Les ombres subtiles et nettes qui donnent profondeur et ancrage à ces détails sont souvent le fruit d'une seule technique graphique révolutionnaire: l'occlusion ambiante (OA) .
L'occlusion ambiante est une méthode d'ombrage et de rendu qui calcule l'exposition de chaque point d'une scène à la lumière ambiante (la lumière diffuse qui baigne un environnement). Elle simule les ombres douces qui se forment dans les creux, les angles et aux points de rencontre des objets – des zones plus difficiles à atteindre pour la lumière ambiante. Il ne s'agit pas des ombres nettes projetées par une source lumineuse spécifique (comme le soleil), mais de cette obscurité subtile et omniprésente qui définit les formes et les liens entre les objets. Pour les joueurs sur PC, PlayStation et Xbox , comprendre l'occlusion ambiante est essentiel pour maîtriser les paramètres graphiques et obtenir une image aussi cohérente et immersive que possible. Ce guide explique ce qu'est l'occlusion ambiante, comment elle fonctionne, ses différentes implémentations et son rôle crucial pour donner du relief aux mondes 3D.
En termes simples: l’occlusion ambiante est un paramètre graphique qui ajoute des ombres de contact réalistes et douces aux points de rencontre des surfaces ou dans les espaces restreints.
Imaginez une pièce éclairée par une unique source de lumière diffuse au centre du plafond. Les angles où les murs rejoignent le sol et le plafond seront plus sombres que le centre des murs, même si aucune lumière directe n'est bloquée. Cela s'explique par le fait que la géométrie elle-même «occulte» (bloque) la lumière ambiante, l'empêchant ainsi d'atteindre complètement ces angles. L'optique adaptative (OA) est une approximation numérique de ce phénomène réel.
Principe clé: l’assombrissement des surfaces dépend de leur proximité avec d’autres éléments géométriques. Plus un point est «occulté hémisphériquement» (c’est-à-dire plus les surfaces environnantes bloquent la lumière), plus il s’assombrit.
Sans AO, les scènes 3D peuvent souffrir d'un effet de flottement ou d'un aspect plat et suréclairé, typique des dessins animés. L'AO résout ce problème en:
Ajout de profondeur et de dimension: c’est le paramètre le plus efficace pour donner un aspect tridimensionnel aux objets 3D sur un écran 2D. Il permet de séparer les objets et de définir les détails de leur surface.
Renforcement du réalisme: Les ombres douces qu’il ajoute sont une propriété fondamentale de notre perception de la lumière dans le monde réel. Son absence est immédiatement perceptible, même inconsciemment.
Amélioration de la perception spatiale: en assombrissant les points de contact, on aide notre cerveau à mieux comprendre les relations spatiales entre les objets, ce qui facilite la «lecture» des scènes.
Mise à la terre des objets: cela empêche les objets de donner l’impression de flotter au-dessus d’une surface en assombrissant la zone de contact.
L'AO est un effet d'espace écran, ce qui signifie qu'il utilise les informations de profondeur et de normale de l'image déjà rendue pour calculer les ombres.
Échantillonnage: Pour chaque pixel de l’écran, l’algorithme d’AO projette un certain nombre de rayons ou d’échantillons dans un hémisphère autour de ce point, orientés selon la normale à la surface.
Tests: Ces rayons de test sont comparés à la mémoire tampon de profondeur (qui détermine la distance des géométries). Si un rayon de test heurte rapidement une géométrie proche, cela signifie que cette direction est «occultée».
Moyenne: L’algorithme calcule le pourcentage de l’hémisphère échantillonné qui est bloqué par des objets proches.
Assombrissement: Le pixel s’assombrit proportionnellement à ce pourcentage. Un point situé dans une fissure profonde (forte occlusion) devient très sombre. Un point sur une surface plane et dégagée (faible occlusion) reste clair.
Avec l'évolution des GPU, les techniques d'AO ont également évolué. Voici les plus courantes que vous trouverez dans les menus des paramètres des jeux:
L'original : La première méthode d'optique adaptative en temps réel largement adoptée.
Fonctionnement: Ce procédé exploite entièrement le tampon de profondeur de l’espace écran . Il est rapide, mais présente des artefacts connus: il peut créer des ombres sur les surfaces planes («halo»), il fonctionne mal pour les objets qui sortent de l’écran et il peut produire du bruit.
Performances : Faible coût. L'option de base.
Qualité visuelle: Bonne, mais peut être floue ou présenter des artefacts. Souvent, un réglage «Faible» ou «Moyen» est recommandé.
Vous trouverez généralement l'option AO dans les paramètres graphiques ou les paramètres graphiques avancés de votre jeu.
Désactivé < SSAO (Faible) < HBAO (Moyen/Élevé) < VXAO/HDAO (Ultra) <<< AO par lancer de rayons (Ultra+)
Sur une carte graphique moderne de milieu de gamme, le passage de l'AOdésactivé à l'AO basé sur le HBAO peut entraîner une perte de 5 à 10 % de FPS . Le passage à l'AO par lancer de rayons peut quant à lui engendrer une perte de 20 à 40 % de FPS sans mise à l'échelle.
L'occlusion ambiante (AO) est désormais un élément fondamental et incontournable du rendu réaliste. Son avenir est lié au ray tracing . Avec l'augmentation de la puissance des GPU, le RTAO deviendra lanorme pour les jeux haute fidélité, remplaçant à terme lesapproximations d'espace écran grâce à sa précision supérieure et àl'absence d'artefacts. Cependant, dans un avenir proche, les méthodesd'espace écran efficaces comme le HBAO+ resteront le meilleur compromisentre performances et qualité pour la plupart des joueurs.
Q : L'occlusion ambiante est-elle la même chose que les ombres ? R : Non, elles sont complémentaires mais différentes.
Q: Dois-je désactiver l’AO pour obtenir un meilleur nombre d’images par seconde? R: Cela dépend de votre carte graphique et de la fréquence d’images quevous souhaitez atteindre. Sur une configuration d’entrée de gammepeinant à atteindre 60images par seconde, désactiver l’AO peut apporter un gain significatif. Sur une configuration de milieu ou haut de gamme, le gain visuel offert par le HBAO+ justifie généralement la légèrebaisse de performances.
Q: Que signifie «GTAO» dans certains jeux? R: Ground Truth Ambient Occlusion (Occlusion ambiante de vérité terrain). Il s’agit d’un algorithme moderne et très précis d’espace écran quivise à reproduire une image de référence par lancer de rayons avec uneplus grande précision que les méthodes plus anciennes. On le trouvesouvent sous la forme du préréglage «Ultra» dans les jeux récents.
Q: L’occlusion ambiante fonctionne-t-elle de concert avec l’illumination globale (IG)? R: Absolument. L’IG simule la façon dont la lumière se réfléchit et colore l’environnement. L’occlusion ambiante simule la façon dont cette lumière réfléchie est bloquée dansles angles. Elles fonctionnent ensemble pour créer un modèle d’éclairage parfaitement réaliste. En fait, une solution d’IG de qualité intègresouvent l’occlusion ambiante.
Q: Pourquoi l’AO rend-elle parfois les zones sombres trop sombres pour être visibles? R: Cela est généralement dû à une mauvaise implémentation ou à une intensité excessive. Certains jeux proposent un curseur d’intensité d’AO dédié . Sinon, vous devrez peut-être réduire la qualité globale de l’AO ou, dans les cas extrêmes, la désactiver si elle nuit à la visibilitéen jeu.
L'occlusion ambiante est l'artisan invisible du monde 3D, œuvrant discrètement àlui conférer le poids, la profondeur et la cohérence qui distinguent une bonne image d'une image exceptionnelle. Une fois qu'on la remarque, onne peut plus l'ignorer – et l'on apprécie alors à quel point ellecontribue à l'immersion.
Quelle est votre stratégie habituelle pour les paramètres d'AO? Les privilégiez-vous pour une immersion totale, les gardez-vous auminimum pour le jeu compétitif, ou avez-vous déjà été conquis par l'AOavec Ray Tracing? Partagez vos impressions et des captures d'écranavant/après dans les commentaires. Si vous ajustez les paramètres d'unjeu et que vous hésitez concernant l'AO, n'hésitez pas à demanderconseil! Pour des analyses plus approfondies des paramètres graphiquesessentiels comme le Bloom , le Ray Tracing et l'Anti-aliasing , consultez notre bibliothèque complète de guides d'optimisation.Maintenant, observez attentivement ces coins et appréciez la profondeur.
