Dans la première partie de ce dossier, nous avons survolé la physique des matériaux. Mais ce n'est qu'une partie du problème. Sans lumière, pas d'image!

Nous allons dans cette partie nous concentrer sur la gestion des sources d'éclairage, mais également voir en quoi elle est différente de la méthode "historique".

Lire la suite sur le site : The Physical Based Rendering Dossier - Partie II.

Intéressant . Ca me donne sérieusement envie de me remettre au rendu . La dernière fois que je m'y suis mis, Mental Ray c'était le top avec renderman (c'est pour dire combien çà date :P)

Juste pour info Ze_Pilot, tu fais quoi dans la vie ? Je me tâtais entre dev et artiste, mais me rappelant que tu as fais un launcher pour SupCom, j'imagine que tu es dev :P. Spécifiquement moteur ?

hiroshimacc a écrit :
JJe me tâtais entre dev et artiste

Un artiste avec un doctorat de physique ?

Même si je fais du dev, je ne suis pas dev mais superviseur/TD lighting/shading (et j'en fais pas mal aussi du coup). Donc rien n'empêche de faire les deux (c'est le cas de tous les bons directeurs techniques).

Les principes physiques que j'explique ici sont normallement tous connus par un élève de terminale, pas besoin de doctorat :)

Ze_PilOt a écrit :
Même si je fais du dev, je ne suis pas dev mais superviseur/TD lighting/shading (et j'en fais pas mal aussi du coup). Donc rien n'empêche de faire les deux (c'est le cas de tous les bons directeurs techniques).

Pour de la prod de VFX ou de jeux vidéos ?
Je demande mais je n'ai aucune idée si les 2 ont la même organisation.

mustach_cuir a écrit :

Ze_PilOt a écrit :
Même si je fais du dev, je ne suis pas dev mais superviseur/TD lighting/shading (et j'en fais pas mal aussi du coup). Donc rien n'empêche de faire les deux (c'est le cas de tous les bons directeurs techniques).

Pour de la prod de VFX ou de jeux vidéos ?

Visiblement, il fait pas de jeux vidéos, puisque si j'ai bien compris, il fait pas trop dans le temps réel.

Ze_PilOt a écrit :

Les principes physiques que j'explique ici sont normallement tous connus par un élève de terminale, pas besoin de doctorat :)

On exagere tous les 2. Bien sur qu'il faut pas un doctorat. Mais ton éleve de terminal il est en S, et il est plutot bon.
De plus, si je ne me trompe pas, le programme de physique de terminal ne fait que survoler tout ca. Typiquement, je pense que l'angle solide n'est meme pas évoqué pour me pas troubler les éleves.

Je disais ca parce que clairement tu n'es pas un artiste. Je pense que je dois en avoir renconter maximum 2 qui savaient calculer l'aire d'un cercle ^^

Paulozz a écrit :
On exagere tous les 2. Bien sur qu'il faut pas un doctorat. Mais ton éleve de terminal il est en S, et il est plutot bon.

Je ne connais pas les équivalents français, mais je me souviens d'avoir vu tout ça dans l'équivalent de vos terminales. Bon après j'avais oublié la moitié parce qu'on ne m'avait jamais expliqué que ça pouvait servir dans ce que je voulais faire plus tard.
Idem avec les matrices en math...

Paulozz a écrit :
Je disais ca parce que clairement tu n'es pas un artiste. Je pense que je dois en avoir renconter maximum 2 qui savaient calculer l'aire d'un cercle ^^

Pourtant je sors d'une académie de beaux arts... L'un empêche pas l'autre, et les deux sont nécessaires pour certains postes.

Ze_PilOt a écrit :


Je ne connais pas les équivalents français, mais je me souviens d'avoir vu tout ça dans l'équivalent de vos terminales. Bon après j'avais oublié la moitié parce qu'on ne m'avait jamais expliqué que ça pouvait servir dans ce que je voulais faire plus tard.
Idem avec les matrices en math...

Tout s'explique !
En France la terminal c'est beaucoup plus simple depuis les années 90.
Par exemple en maths, on entends pas parler de matrice avant le bac.
D'ailleurs, quand je suis arrivé en fac ca m'avais choqué. Les types venues des ex colonies d'afrique avaient un tres bon niveau comparé a moi. En fait ils utilisent encore le programme du bac des années 60, du coup, ils connaissaient déja tres bien les matrices, et plein d'autres trucs. C'est que vers la fin de la 2eme années qu'on commencait a faire des trucs qu'ils ne connaissaient pas (ce qui leur fait un gros choc en général).

Ze_PilOt a écrit :
Pourtant je sors d'une académie de beaux arts... L'un empêche pas l'autre, et les deux sont nécessaires pour certains postes.

Dans ce cas, je n'ai qu'une chose a dire : chapeau l'artiste !

Quelques compléments :

Pour ceux qui se demandent pourquoi on parle de "température" de lumière, cela n'est pas toujours très clair. Mais ça a une base physique, il s'agit de la forme de la radiation d'un corps noir ("black body radiation" en anglais). Un corps qui est chauffé va spontanément émettre des photons. Au départ ces photons ne seront pas très énergétique, par exemple votre corps à 37 degrés celsius émet des photons dans l'infrarouge (lumière non directement visible). Mais si on vous chauffait très très fort vous commenceriez à émettre des photons de plus en plus énergétique jusqu'au point ou finalement ils seront visibles. C'est le principe des lampes à incandescence, un bout de métal est chauffé par la circulation de courant jusqu'à ce que le métal émette dans tout le spectre visible. Le spectre émis est donc directement lié à la température du métal. Plus bleu si plus chaud, et plus rouge si plus froid (l'inverse de la convention artistique de la "température des couleurs").
Cette dénomination est évidemment un raccourci pour des sources de lumière plus complexes, un spectre ne peut pas être résumé à un chiffre dans une dimension. Mais c'est une convention qui faisait sens quand les lumières étaient basées sur des sources à incandescence.

Blinn/Phong : Il est possible qu'ils restent utilisé pendant encore un temps en temps réel. 1 pour leur simplicité, 2 parce que on peut appliquer les mêmes principes que pour les autres modèles à base de microfacettes à Blinn/Phong. Certains moteurs de jeu utilisent par exemple un modèle Blinn Phong qui conserve (plus ou moins) l'énergie (le lobe et l'intensité ne sont plus réglables séparément mais sont fonction de la même variable "rugosité/roughness", les métaux étant séparés des diélectriques par l'application de Fresnel). Il est possible de combiner Blinn Phong avec un modèle d'éclairage à base d'image (en l'exprimant en terme de distribution de probabilité), ou des sources non ponctuelles, etc. Et pour certains matériaux/configurations le résultat visible ne sera pas fondamentalement différent que d'autres modèles basés sur les micro-facettes (Distribution de facettes de Beckmann, GGX, etc). Au moins suffisant pour le temps réel (par exemple dans un jeu on va tout préfiltrer.. Ce qui est parfois une plus grosse approximation que l'utilisation de tel ou tel modèle).

Au final dans votre pipeline vous faites quelque chose de spécial de plus que de poser des lights, mettre au pifomètre une intensité, une température et mettre une éventuelle hdri dans l’environnement ?

Le vertueux a écrit :
Au final dans votre pipeline vous faites quelque chose de spécial de plus que de poser des lights, mettre au pifomètre une intensité, une température et mettre une éventuelle hdri dans l’environnement ?

m'enfin... c'est MON pipeline !

Le miens aussi ^^
Si, depuis quelques mois je mets une courbe au lieu d'une simple valeur numérique dans l'IOR pour les shaders comme je l'ai vu dans un tuto de Grant Warwick, ça les rends plus réaliste, m'enfin ça ne change pas la phase du monde.

Le vertueux a écrit :
Au final dans votre pipeline vous faites quelque chose de spécial de plus que de poser des lights, mettre au pifomètre une intensité, une température et mettre une éventuelle hdri dans l’environnement ?

Le lighting 3d devient effectivement un job de directeur photo et non plus un job d'électro. Dieu merci.
Par contre, c'est bien plus facile de trouver quelqu'un qui tape des résolutions de shadow map que de trouver quelqu'un qui a l'oeil :)

Ah oui je ne dis pas du tout que c'est facile de placer des lights mais je me demandais si ça n'allait pas plus loin avec des équations ou ce genre de trucs nébuleux. Au final la théorie ne semble pas vraiment avoir d'influence sur le travail.

Le dernier Pixar, Gravity et Pacific Rim utilisent tous les 3 un moteur et des techniques PBR. Se ressemblent-ils?

En l’occurrence Gravity et Pacific Rim se ressemblent comme 2 goutes d'eau et c'est normal puisqu'ils tentent de singer le photo réalisme, pas toujours très adroitement d'ailleurs, les moteurs ont encore du progrès à faire sur certains trucs.
Quant aux Pixar c'est du cartoon dans la forme, mais dans le rendu il ne diffère pas tant que ça, le plastique ressemble à du plastique réel, les vêtements ressemblent à du tissu réel etc...
Ne parlons pas du fait que ça fait depuis Toy Story 1 qu'on a des films d'animation en 3d qui ont pratiquement tous le même rendu quelle que soit la boite. Et les différences énormes qui existent entre les recherches graphiques et le rendu à l'écran, comme si la direction artistique était impuissante.

Pour moi ça n'est pas qu'une question de direction artistique. Si tu prends un court métrage comme Paperman de Disney qui lui a un rendu réellement différent, ils ont été obligé de développer leurs propres outils internes. Ça n'est pas du tout à la portée de n'importe qui et c'est un boulot monstre.
Des courts métrages en 3d qui singent l'aspect 2d comme Meet Buck sont le fruit de bricolages et ne sont possibles que parce qu'il y avait des outils non physiquement réalistes encore disponibles.

Il faut vraiment continuer à rendre disponible ce genre d'outil, par exemple la GI ne sert à rien dans un meet buck, ors il me semble que dans Arnold elle est forcement active. Je pense qu'on peut légitimement s'inquiéter d'une uniformisation au delà des considérations de la direction.

Pour l'instant tout reste relativement possible avec les moteurs actuels, mais méfions nous quand même. S'il y a uniformisation c'est aussi parce que les outils proposés ne sont pas simples d'utilisation au delà de leur périmètre d'action pseudo photo réaliste.

Le vertueux a écrit :
Ah oui je ne dis pas du tout que c'est facile de placer des lights mais je me demandais si ça n'allait pas plus loin avec des équations ou ce genre de trucs nébuleux. Au final la théorie ne semble pas vraiment avoir d'influence sur le travail.

L'influence, c'est que ça rend le travail logique. Une bonne implémentation est transparente pour l'utilisateur.

Le vertueux a écrit :
ors il me semble que dans Arnold elle est forcement active.

C'est actif de base, rien ne t’empêche de la virer.
PacRim et Gravity n'ont pas la même esthétique, qui va bien au delà des considérations de type de rendu. Teintes, ambiances, ... PacRim jouent souvent avec des couleurs criardes pour colorer les réflexions des robots et ainsi les "dessiner".
Gravity a une approche quasiment chirurgicale de la lumière.





Le NPR (non photo-realistic rendering, comme paperman) n'est pas incompatible avec le PBR d'ailleurs. Comme je le dis dans l'article, si tu tapes des valeurs non-crédibles (qui n'existeraient pas dans la "nature") par exemple, tu auras un rendu qui reste physiquement correct, mais qui ne sera pas photo réaliste.
Ou simplement via le choix des matières et du travail de la lumière.

Par exemple le court Rob'n'Ron

ou



Encore une fois, ce n'est pas une question de moteur mais de DA.

Je ne vois pas trop ce qu'il peut y avoir d'illogique, tu places tes lumières comme il est possible de le faire dans la réalité et tu paramètres tes shaders comme tu désires qu'ils soient. Par exemple le fait de savoir que l'aspect glossy d'un objet est dû à sa paroi lisse à l’échelle microscopique n'a aucune influence.

Et ça n'est qu'un certains type de logique, il y en a d'autres, la logique des contrastes, de couleurs, de composition qui peuvent justement entrer en contradiction avec la logique théorique. Le fait de rajouter des lights alors qu'il n'y a pas de source lumineuse dans la scène est un bon exemple. Pas besoin de connaître les règles théoriques pour les transgresser, il suffit juste d'en suivre d'autres.

Je dirais aussi que pour l'instant tous ces moteurs ne font qu'interpréter la réalité et sans une bonne postprod derrière l'aspect photo réaliste n'est pas toujours convaincant au rendu brut.
Et même chez les grosse prods ça n'est pas parfait, heureusement qu'il y a du motion blur, de la poussière, de la fumée, des plans courts et que ça bouge beaucoup !



Pour les exemples que tu donnes, je suis obligé de dire que ça ne marche pas vraiment.
Le changement de teintes et d'ambiance entre Gravity et un Pacific Rim est tout aussi normal que la différence de photographie entre un Derrick et un Julie Lescault. Ça n'est pas suffisamment différent pour parler de rendu non uniforme.

De même que pour les dessins animés que tu montres, l'image ressemble à du stop motion, et se retrouve donc à singer la réalité. Et l'autre c'est pareil, ça reste très réaliste dans bien des aspects, ça ne s'en détache pas vraiment.

Le vertueux a écrit :
Je ne vois pas trop ce qu'il peut y avoir d'illogique, tu places tes lumières comme il est possible de le faire dans la réalité et tu paramètres tes shaders comme tu désires qu'ils soient. Par exemple le fait de savoir que l'aspect glossy d'un objet est dû à sa paroi lisse à l’échelle microscopique n'a aucune influence.

Parce que ce n'était pas le cas avant, simplement. Les contrôles que tu avais n'avaient aucun équivalent réel. le PBR rend ça logique (page 2 de l'article).
Et effectivement, tu n'as pas besoin de savoir pourquoi. Parce que c'est devenu logique justement.

Le vertueux a écrit :
Et ça n'est qu'un certains type de logique, il y en a d'autres, la logique des contrastes, de couleurs, de composition qui peuvent justement entrer en contradiction avec la logique théorique. Le fait de rajouter des lights alors qu'il n'y a pas de source lumineuse dans la scène est un bon exemple. Pas besoin de connaître les règles théoriques pour les transgresser, il suffit juste d'en suivre d'autres.

Oui, un taf de directeur photo donc. Tu ne transgresses rien, tu n'es pas du tout en contradiction avec quoi que ce soit, c'est comme ça qu'on éclaire depuis que le cinéma existe :)

Le vertueux a écrit :
Je dirais aussi que pour l'instant tous ces moteurs ne font qu'interpréter la réalité et sans une bonne postprod derrière l'aspect photo réaliste n'est pas toujours convaincant au rendu brut.

Tout comme un film sera probablement moche sans étalonnage.

Le vertueux a écrit :
Et même chez les grosse prods ça n'est pas parfait, heureusement qu'il y a du motion blur, de la poussière, de la fumée, des plans courts et que ça bouge beaucoup

Le PBR ne remplace pas le travail de l'artiste. Au contraire, être un bon artiste et avoir l'oeil est encore plus important.
C'est plus facile de trouver 5 mecs compétents pour un court que 200 mecs avec les même compétences pour un long. En fait ça n'arrive jamais, d'où les compromis.
Le niveau des artistes dans les grosses boîtes est étonnamment très bas. Enfin étonnant non, historiquement, ce sont des techniciens. Résoudre les probs étaient 90% du taf. La partie technique s'est effacée au fil du temps, mais la façon d'apprendre n'a pas changé.

Le vertueux a écrit :
Pour les exemples que tu donnes, je suis obligé de dire que ça ne marche pas vraiment.
Le changement de teintes et d'ambiance entre Gravity et un Pacific Rim est tout aussi normal que la différence de photographie entre un Derrick et un Julie Lescault. Ça n'est pas suffisamment différent pour parler de rendu non uniforme.

De même que pour les dessins animés que tu montres, l'image ressemble à du stop motion, et se retrouve donc à singer la réalité. Et l'autre c'est pareil, ça reste très réaliste dans bien des aspects, ça ne s'en détache pas vraiment.

On va pas lancer un débat sur l'esthétique, si pour toi tous les films (non 3d) se ressemblent, et que la seule esthétique qui s'en détache est le dessin animé, je vais pas essayer de te faire changer d'avis.

Le vertueux a écrit :
Le miens aussi ^^
Si, depuis quelques mois je mets une courbe au lieu d'une simple valeur numérique dans l'IOR pour les shaders comme je l'ai vu dans un tuto de Grant Warwick, ça les rends plus réaliste, m'enfin ça ne change pas la phase du monde.

putain ca m'a valu qlq crises de nerf son pipeline à la mortmoilenoeud. Pas tant sur l'utilisation des courbes que les réglages des samples dans tous les sens. J'avoue, autant j'aime bien Vray par ce qu'il nous a permis de monter en niveaux sur de la petite prod, autant maintenant ca me saoule. Je suis pas spécialisé rendu et j'aimerais avoir un moteur qui me prend pas le choux à ce point. Surtout sur du rendu réaliste. Au final on perd du temps sur la technique, là ou on devrait se poser des questions artistiques.

Sinon Ze_Pilot, je vais peut etre posé une question conne, mais quant est il du "linear workflow" dans le temps reel? Ca a un impact non négligeable sur l'éclairage dans le précalc, donc j'imagine que ca devrait aussi etre implémenté ds le jv non?