Présentation d'un nouvel outil pour le rendu 3D sur le web

Cet article parle d'un nouvel outil pour rendre des scènes 3D sur le web. Avant, on utilisait la rasterisation, qui est la méthode principale pour créer des images depuis le lancement de WebGL en 2011. Bien que la rasterisation soit rapide, elle a du mal avec des effets d'éclairage complexes, comme la façon dont la lumière rebondit sur les surfaces ou comment les matériaux interagissent avec la lumière. Pour créer des images de haute qualité, la rasterisation s'appuie souvent sur des effets et des images préfabriqués. Cette nouvelle méthode, appelée path tracing, fonctionne différemment et peut créer des images plus réalistes directement dans ton navigateur. Même si le path tracing peut prendre plus de temps à rendre, il est plus adapté pour des produits détaillés souvent vus dans des environnements industriels où une grande personnalisation est nécessaire.

#Qu'est-ce que le Path Tracing ?

Le path tracing est une technique utilisée pour produire des images réalistes en simulant le comportement de la lumière. Il trace les chemins que les rayons de lumière prendraient en interagissant avec les surfaces d'une scène. Cette méthode donne de meilleurs résultats pour les effets d'éclairage que la rasterisation, surtout pour les matériaux qui reflètent ou réfractent la lumière, comme le métal ou le verre. Cependant, comme c'est plus complexe, le path tracing nécessite généralement plus de puissance de traitement et de temps pour rendre chaque image.

#Limitations de la Rasterisation

La rasterisation a longtemps été la méthode de prédilection pour créer des visuels sur le web. Elle projette des objets 3D sur une surface 2D plate. Bien qu'elle soit efficace, elle ne parvient pas à capturer certains effets d'éclairage essentiels qui créent des images réalistes. Par exemple, elle a du mal avec l'illumination globale, qui est comment la lumière rebondit autour d'une scène, influençant notre perception des couleurs et des ombres. Divers trucs, comme les cartes d'ombre ou les reflets en espace écran, ont été créés pour compenser ces lacunes, mais cela peut ajouter de la complexité et nécessiter des ressources de calcul supplémentaires.

#Avantages du Path Tracing

Le path tracing répond directement aux limites de la rasterisation. En simulant comment la lumière se comporte dans la vie réelle, il crée des images plus précises et visuellement satisfaisantes. Historiquement, le path tracing était trop lent pour une utilisation en temps réel, ce qui le rendait plus adapté aux animations pré-rendues dans les films qu'aux applications interactives. Cependant, les avancées technologiques ont rendu son utilisation possible dans les applications web.

#Applications Réelles

Un des domaines les plus excitants pour cet outil est le e-commerce. Les boutiques en ligne ont souvent du mal à fournir des représentations précises des produits personnalisables. Les pages de produits traditionnelles ne peuvent pas facilement montrer toutes les variations d'un article. Avec le path tracing, les entreprises peuvent créer un outil de configuration web qui permet aux clients de voir toutes les combinaisons possibles de leurs produits en haute qualité. Cette capacité aide les clients à visualiser ce qu'ils pourraient acheter sans avoir à créer des images pour chaque variation à l'avance.

#Comment Fonctionne l'Outil

Le nouveau path tracer basé sur le web utilise WebGPU, une norme web moderne conçue pour améliorer l'efficacité et la performance par rapport aux anciennes technologies comme WebGL. Cet outil permet des matériaux personnalisables et peut charger des modèles 3D dans un format appelé glTF.

Le processus commence par la préparation de la scène, qui inclut le chargement du Modèle 3D et la configuration du comportement de la lumière et des matériaux. Le travail de calcul majeur est effectué par le GPU, qui gère tous les calculs nécessaires pour tracer les rayons de lumière et rendre l'image finale.

#Étapes du Processus de Rendu

1. Chargement du Modèle : Le modèle 3D est chargé dans le système. Le logiciel le convertit dans un format approprié pour le rendu.

2. Préparation de la Scène : Après le chargement du modèle, le logiciel structure les objets pour accélérer le processus de rendu.

3. Génération de Rayons : Des rayons de lumière sont émis depuis une vue caméra vers la scène. L'outil veille à varier légèrement les rayons pour de meilleurs résultats.

4. Traçage des Rayons : L'outil vérifie où ces rayons touchent les objets dans la scène. Il calcule ensuite combien de lumière atteint la caméra à partir de ces interactions.

5. Rendu de l'Image : Après tous les calculs, la sortie est rendue et affichée dans le navigateur web.

#Performance et Vitesse

Rendre avec ce nouvel outil prend environ 10 millisecondes par échantillon sur du bon matériel. Pour créer une image finale, environ 200 échantillons sont typiques, ce qui mène à un temps de rendu d'environ deux secondes pour une image de haute qualité. Plus le modèle et l'éclairage sont complexes, plus il faut d'échantillons pour atteindre la qualité visuelle désirée.

#Directions Futures

Il y a des plans pour des améliorations futures, incluant l'implémentation de fonctionnalités avancées et de techniques pour améliorer la vitesse et la qualité du rendu. Les améliorations potentielles pourraient inclure des effets de mise au point plus profonds, un éclairage volumétrique, et de meilleures façons d'éliminer le bruit de l'image finale.

#Conclusion

Le path tracer basé sur le web représente un grand pas en avant pour le rendu de scènes 3D en ligne. En utilisant WebGPU et en se concentrant sur la représentation réaliste des matériaux, cet outil offre une solution efficace pour les industries qui doivent montrer des produits en haute détail et avec une grande variabilité. Comme il ne s'appuie pas sur des images pré-rendues, il réduit la quantité de stockage et de puissance de traitement généralement nécessaire tout en permettant un rendu immédiat basé sur les configurations utilisateur. Cette technologie ouvre de nouvelles opportunités pour la visualisation 3D interactive sur le web, préparant le terrain pour des présentations de produits plus réalistes et une expérience utilisateur améliorée.