Shadow mapping (cartes d'ombres)

Définition

Le shadow mapping est la technique la plus répandue pour calculer les ombres en temps réel. Décrite par Lance Williams en 1978, elle repose sur une idée simple : une surface est dans l'ombre si la lumière ne la voit pas. On fait donc d'abord un rendu de la scène depuis la position de la lumière, en ne gardant que la distance de chaque point à la lumière. Cette image de profondeurs est la shadow map, la carte d'ombres. Au moment de dessiner l'image depuis la caméra, chaque point visible est comparé à cette carte : s'il est plus loin de la lumière que la profondeur enregistrée à cet endroit, c'est qu'un autre objet se trouve entre lui et la lumière, et il est dans l'ombre. Le calcul est rapide, ce qui explique son usage dans les jeux vidéo et les moteurs temps réel. Ses défauts sont connus. La carte d'ombres a une résolution limitée : une ombre projetée loin ou sur une grande surface devient crénelée. Les erreurs de précision créent des marbrures sur les surfaces éclairées (l'acné d'ombre), que l'on corrige par un léger décalage, au risque de détacher l'ombre de l'objet. Les moteurs empilent donc des améliorations : cartes en cascade pour le soleil, filtrage pour adoucir les bords, cartes virtuelles qui concentrent la résolution là où la caméra regarde. Dans Blender, les deux moteurs procèdent différemment. EEVEE, moteur par rastérisation, calcule ses ombres à partir de cartes d'ombres ; depuis sa refonte dans Blender 4.2, il utilise des cartes d'ombres virtuelles, plus précises près de la caméra. Cycles, moteur de path tracing, n'utilise pas de shadow maps : il lance des rayons vers les lumières, ce qui donne des ombres exactes et des pénombres douces au prix d'un calcul plus long. Une scène qui paraît juste dans EEVEE peut donc montrer des ombres plus fines ou plus douces une fois rendue dans Cycles.

L'approche TURNA

TURNA calcule vos rendus Blender, en Cycles comme en EEVEE, sur 1 à 8 machines GPU en parallèle, facturées au temps réellement consommé.

Pour aller plus loin

• Cycles ou Eevee
• path tracing ou ray tracing
• ferme de rendu 3D

Pourquoi utiliser Shadow mapping (cartes d'ombres) avec une render farm cloud ?

Lorsque vous travaillez avec Shadow mapping (cartes d'ombres) dans des projets 3D complexes, les ressources locales atteignent souvent leurs limites. Une render farm cloud permet de déléguer le calcul à des GPU loués à la demande, au lieu d'immobiliser votre propre machine pendant toute la durée du rendu.

TURNA calcule les scènes Blender, en Cycles comme en Eevee, pilotées depuis un add-on à l'intérieur de Blender. Les autres logiciels 3D ne sont pas pris en charge.

Questions fréquentes sur Shadow mapping (cartes d'ombres)

Fiches liées

• Rastérisation et ray tracing
• Blender Eevee
• SSAO (Screen Space Ambient Occlusion)
• Hybrid Rendering Techniques