Occlusion ambiante (ambient occlusion) : définition, SSAO et réglages dans Blender

Les menus, cités en anglais, sont vérifiés dans le manuel et le code source de Blender 5.2.

Qu’est-ce que l’occlusion ambiante ?

L’occlusion ambiante (en anglais ambient occlusion, abrégé AO) mesure à quel point chaque point d’une surface est exposé à la lumière qui arrive de toutes parts. Le moteur de rendu considère l’hémisphère situé au-dessus du point, la demi-sphère des directions vers lesquelles la surface est tournée, et calcule quelle part en masque la géométrie voisine : c’est la définition du nœud Ambient Occlusion dans le manuel de Blender. Dans la passe AO, le résultat va de 0, entièrement occulté, à 1, entièrement exposé.

Pourquoi les coins et les creux s’assombrissent

Un point au milieu d’un sol dégagé voit toute sa demi-sphère et reste à 1. Placez-le dans l’angle d’une pièce : les deux murs en occupent une grande part, moins de lumière ambiante l’atteint et sa valeur baisse. Il en va de même dans une fissure, dans les plis d’un tissu ou sous un objet posé sur une table. Cet assombrissement doux là où les surfaces se rapprochent, c’est ce que l’AO ajoute : les objets tiennent au sol et les détails restent lisibles.

L’AO ignore la position des lumières et les rebonds : le manuel de Blender 2.93 la qualifiait d’astuce physiquement inexacte, utile pour souligner les formes ou imiter à peu de frais la lumière indirecte. Cycles, moteur de path tracing, calcule les rebonds : cet assombrissement apparaît dans ses rendus sans réglage d’AO. Les moteurs temps réel, eux, l’approchent.

SSAO, HBAO et GTAO : l’occlusion ambiante en temps réel

Les jeux calculent l’AO en espace écran : au lieu de lancer des rayons dans la scène, ils lisent le tampon de profondeur (depth buffer), la distance à la caméra que la carte graphique a déjà enregistrée pour chaque pixel.

• SSAO (screen-space ambient occlusion, occlusion ambiante en espace écran) : des points placés autour de chaque pixel sont comparés au tampon de profondeur, et le pixel fonce selon le nombre de points masqués. Martin Mittring, de Crytek, l’a présenté au SIGGRAPH 2007 avec le CryEngine 2, le moteur de Crysis.
• HBAO (horizon-based ambient occlusion), présenté par NVIDIA au SIGGRAPH 2008, cherche dans le tampon de profondeur, dans plusieurs directions, l’angle d’horizon qu’atteint l’environnement du pixel, puis convertit ces angles en occlusion.
• GTAO (ground truth ambient occlusion) vient d’une présentation d’Activision au SIGGRAPH 2016. Elle repose aussi sur l’horizon, comparée à chaque étape à des références Monte Carlo calculées par lancer de rayons. Le code d’occlusion ambiante d’EEVEE s’appuie sur ces travaux.

Ces trois méthodes ne connaissent que ce que voit la caméra : un objet caché ou hors du cadre ne masque rien, et le résultat peut changer quand la caméra bouge. L’AO par lancer de rayons, celle de Cycles, n’a pas cet angle mort, pour un coût plus élevé.

Occlusion ambiante dans Blender : ce qui a changé

La plupart des tutoriels sur l’AO dans Blender précèdent l’une de deux refontes. Où sont passés les réglages :

L’occlusion ambiante dans EEVEE (Blender 4.2 et suivants)

Jusqu’à Blender 4.1, EEVEE avait un panneau Ambient Occlusion (Distance, Factor, Trace Precision, Bent Normals, Bounce Approximation). Depuis la réécriture d’EEVEE en 4.2, ce panneau a disparu : l’AO fait partie du calcul de la lumière indirecte des surfaces rugueuses, le Fast GI Approximation.

1. Dans Render Properties, réglez Render Engine sur EEVEE.
2. Cochez la case dans l’en-tête du panneau Raytracing.
3. Ouvrez son sous-panneau Fast GI Approximation et cochez-le (cette case est arrivée avec Blender 4.3).
4. Réglez Method sur Ambient Occlusion, l’option la plus rapide selon le manuel : elle se sert des intersections avec la scène pour ombrer l’éclairage lointain des light probes. Global Illumination ajoute la lumière renvoyée par les objets voisins.
5. Vérifiez Threshold, la rugosité au-delà de laquelle une surface passe progressivement du raytracing au Fast GI (en 4.2, Max Roughness, dans le panneau Raytracing) ; à 1, le Fast GI est désactivé.
6. Réglez Distance si vous voulez une limite : quand elle n’est pas nulle, c’est la distance maximale à laquelle les autres surfaces contribuent.

Plus de Rays et de Steps réduit le bruit, une Precision plus haute rend les intersections plus justes, au prix de la vitesse dans les deux cas ; une Resolution plus basse est plus rapide, mais plus floue. Thickness, l’épaisseur prêtée aux surfaces, réduit les fuites de lumière et les occlusions de contact manquantes. Blender 5.2 a supprimé sa seconde valeur, Far, source de halos sombres, et corrigé le Fast GI : selon les notes de version, les fichiers existants, leur passe AO et leurs nœuds AO peuvent changer d’aspect.

L’occlusion ambiante dans Cycles : Fast GI Approximation

Cycles calcule les rebonds : ses options d’AO servent à aller plus vite ou à styliser. Jusqu’à Blender 2.93, elles se trouvaient dans un panneau World > Ambient Occlusion ; la 2.93 a aussi ajouté Render Properties > Light Paths > Fast GI Approximation, et la 3.0 a retiré le panneau World. Ce sous-panneau, doté de sa propre case, décochée par défaut, approche la lumière indirecte diffuse par une occlusion ambiante teintée par le fond.

• Method Replace remplace l’illumination globale par de l’AO au-delà d’un nombre de rebonds, fixé par Viewport Bounces et Render Bounces. Le manuel note que cela peut réduire le bruit des intérieurs avec peu de différence visible.
• Method Add ajoute de l’AO aux surfaces diffuses, par-dessus l’éclairage complet : le rendu AO classique.
• AO Factor règle l’intensité. AO Distance fixe la portée des rayons : courte, elle souligne les détails proches ; longue, elle prend aussi en compte les objets éloignés.

Ces deux valeurs sont enregistrées dans le World, d’où les anciens tutoriels qui renvoient à cet onglet. AO Distance se remplace objet par objet dans Object Properties > Shading > Fast GI Approximation (0 garde la valeur du World), utile quand une scène mêle petits et grands objets. L’éclairage est traité dans le guide de l’éclairage dans Blender.

La passe de rendu Ambient Occlusion

Pour une image d’AO séparée, ouvrez View Layer Properties > Passes > Light et cochez Ambient Occlusion sous Other. La passe est en niveaux de gris, de 0 (occulté) à 1 (exposé), et le manuel propose de la multiplier à la couleur dans le Compositor avec un nœud Mix Color.

• Dans Cycles, sa portée est l’AO Distance du panneau Fast GI, que le Fast GI soit activé ou non. Le débruiteur de Cycles ignore cette passe : prévoyez assez d’échantillons.
• Dans EEVEE, Occlusion Distance se trouve sous la case, réglage de la scène de la 4.2 à la 4.5 et du view layer depuis la 5.0. En 5.2, les autres réglages de qualité de la passe viennent du panneau Fast GI : Rays, Steps, Precision, Thickness et Bias.

Un rendu Cycles contient déjà l’occlusion que produisent ses chemins de lumière : multiplier la passe par-dessus assombrit deux fois les mêmes zones. Gardez un facteur de mélange faible, sauf pour un rendu stylisé.

Le nœud Ambient Occlusion : masques de saleté et d’usure

Dans le Shader Editor, Shift+A > Input > Ambient Occlusion ajoute un nœud qui transforme l’occlusion en valeur utilisable par un matériau, par exemple pour l’usure dans les coins. La sortie AO donne le facteur brut, Color le facteur teinté par l’entrée Color.

• Distance : jusqu’où les autres objets comptent, 1 par défaut, en unités de la scène.
• Samples : nombre de rayons lancés à chaque évaluation du shader, 16 par défaut, de 1 à 128. Le manuel conseille de le garder aussi bas que possible.
• Inside : détecte les formes convexes plutôt que concaves, en calculant l’occlusion à l’intérieur du maillage.
• Only Local (Cycles seulement) : seul l’objet lui-même compte.

Un masque de saleté en quatre nœuds

1. Reliez la sortie AO à l’entrée Factor d’un Color Ramp (Add > Color dans Blender 5 ; en 4.x, Add > Converter et une entrée nommée Fac).
2. Rapprochez les deux curseurs du dégradé pour durcir le masque et choisir jusqu’où il s’étend.
3. Ajoutez un nœud Mix Color (Add > Color) : le Color Ramp dans Factor, la couleur de saleté dans A, la couleur propre dans B. À un facteur de 0, le nœud renvoie A : les zones occultées, sombres dans le masque, reçoivent la saleté.
4. Reliez Result à la Base Color du Principled BSDF ; un second Color Ramp peut aussi augmenter la Roughness des zones sales.

Baissez Distance pour garder la saleté dans les petits creux. Cochez Inside et le masque suit les arêtes convexes : de quoi démarrer des bords usés ou une peinture écaillée. Only Local rend la saleté d’une caisse indépendante du sol qui la porte. Dans EEVEE, le nœud est calculé à partir du tampon de profondeur, comme le Fast GI, et en partage les limites. Le guide des textures dans Blender revient sur le Shader Editor et les nœuds d’image.

Baker l’occlusion ambiante

Le bake enregistre l’AO dans une image disposée selon les UV, base de peinture de textures ou carte pour un modèle de jeu. Le manuel conseille aussi de baker l’AO des objets principaux pour ne pas la recalculer au rendu.

1. Réglez Render Engine sur Cycles : le panneau Bake n’existe que là.
2. Donnez au maillage une carte UV sans faces qui se chevauchent.
3. Dans son matériau, ajoutez un nœud Image Texture avec une image neuve, non relié, et cliquez dessus pour le sélectionner.
4. Dans Render Properties > Bake, réglez Bake Type sur Ambient Occlusion et cliquez sur Bake.
5. Enregistrez l’image dans un Image Editor avec Image > Save As : sans cela, elle ne vit qu’en mémoire.

Selon le manuel, ce bake suit les réglages du World et ignore toutes les lumières : en pratique, sa portée est l’AO Distance du panneau Fast GI, comme pour la passe. Il reprend les échantillons du rendu et n’est pas débruité : prévoyez-en assez. Pour baker un nœud AO, avec Only Local ou Inside, branchez-le sur un shader Emission et bakez le type Emission (Emit en 4.x). Le guide de la normal map dans Blender détaille la préparation du bake et ses erreurs courantes.

Ce que coûte l’occlusion ambiante en temps de rendu

• Le nœud AO dans Cycles est le plus coûteux : le manuel prévient qu’il peut nettement ralentir le rendu, chaque évaluation lançant Samples rayons de plus. Il propose deux solutions plus rapides : la sortie Pointiness du nœud Geometry (Cycles seulement, une courbure par sommet, adaptée à la saleté et à l’usure) ou une carte d’AO bakée.
• La passe AO dans Cycles ajoute un rayon d’occlusion par échantillon, depuis les surfaces que voit la caméra.
• Le Fast GI de Cycles, en mode Replace, écourte les rebonds, au prix de la justesse : le manuel le destine à la vue 3D ou à des rendus finaux de qualité réduite. Le mode Add, lui, lance des rayons d’AO en plus.

Les autres leviers sont réunis dans le guide pour accélérer un rendu Blender, et le choix entre Cycles et EEVEE dans le guide du rendu dans Blender.