Qu’est-ce que l’occlusion ambiante? (SSAO, HBAO, HDAO et VXAO)

L’industrie du jeu est en plein essor grâce aux progrès technologiques en matière de matériel, de puissance de traitement et de graphisme. Avec les cartes graphiques de nouvelle génération, de nombreuses sociétés de jeux s’efforcent de fournir éclairage ambiant de plus en plus réaliste.

Les joueurs savent qu’il existe de nombreux paramètres graphiques avec lesquels ils peuvent jouer rendre le jeu visuellement attrayant et plus dynamique, comme l’occlusion ambiante. Alors, qu’est-ce que c’est, l’occlusion ambiante ? Ce guide donne un aperçu de ce paramètre et détaille les différents types de celui-ci.

Qu’est-ce que l’occlusion ambiante?

L’occlusion ambiante est une méthode de rendu qui fournit une approximation de la luminosité de la lumière sur différentes parties de la surface visible. Il prend en compte différents facteurs tels que l’environnement du jeu et la position de la source lumineuse. Il fournit une simulation réaliste des objets d’ombrage qui bloquent la lumière ambiante provenant de différentes sources, ce qui ajoute du réalisme aux jeux vidéo 3D en imitant la distribution de la lumière dans la réalité.

L’occlusion ambiante a fait surface pour la première fois en 2001. Le film Pearl Harbor l’a introduit pour la toute première fois. Bien que ce ne soit pas un chef-d’œuvre, cela a contribué à ouvrir la voie pour les traitements d’image et de lumière dans les jeux vidéo. L’occlusion ambiante dans cette industrie a été introduite pour la première fois en 2007. La société de développement de jeux Crytek l’a introduit dans son jeu Crysis, qui a reçu de nombreuses distinctions et s’est vendu à plus de 3 millions d’exemplaires.

Cependant, étant donné que la puissance nécessaire pour ces rendus était trop élevée pour de nombreux PC gaming dans les années 2000, de nombreux joueurs ne pouvaient bénéficier de cette fonctionnalité que bien plus tard. Néanmoins, beaucoup ont encore apprécié la pincée réaliste que le jeu avait à offrir.

Tout comme toute autre technologie, l’occlusion ambiante s’est améliorée avec le temps. Vous en trouverez ci-dessous quelques types.

Les types d’occlusion ambiante

Occlusion ambiante de The Witcher 3 Aucune
The Witcher 3 sans occlusion ambiante activée

Différentes cartes graphiques et leurs architectures et technologies de rendu ont contribué à diverses améliorations de l’occlusion ambiante, de sorte qu’il existe différents types dans les opus d’aujourd’hui.

Certains des paramètres les plus couramment trouvés incluent le SSAO, HBAO, HDAO et VXAO.

Le SSAO

The Witcher 3 Occlusion ambiante SSAO
The Witcher 3 avec le SSAO activé

Le SSAO (ou Screen Space Ambient Occlusion) était le type d’occlusion introduit par Crytek dans le jeu vidéo Crysis. Cependant, pour économiser la puissance de traitement, le SSAO ne prend pas en compte l’espace et les éléments qui produisent des ombres.

Au lieu de cela, le SSAO examine les pixels autour de l’élément et leur profondeur, ce qui rend l’utilisation du processeur plus efficace, tout en introduisant un rendu dynamique et rendant l’ambiance plus réaliste.

Cela dit, au lieu de se concentrer sur tout l’écran, le SSAO mesure l’occlusion ambiante en profondeur de pixel sur une partie de l’écran. Pourtant, cela apporte quelques inconvénients, comme le bruit et la distribution d’ombre inexacte potentielle si les pixels ne sont pas correctement mesurés.

Le SSAO n’avait pas de temps de chargement, ce qui rendait les jeux plus fluides. Cependant, les performances des cartes graphiques et les exigences des jeux vidéo ont augmenté au fil du temps, ce qui a introduit de nouvelles techniques.

Le HBAO

The Witcher 3 Occlusion ambiante HBAO +
The Witcher 3 avec Le HBAO+ activé

Le HBAO, également connu sous le nom de Horizon Based Ambient Occlusion, était la prochaine amélioration des techniques de rendu graphique. Nvidia a introduit cette approche pour traiter le grain et le bruit associés aux mesures de profondeur de pixel du SSAO. Pour ce faire, il considère l’ambiance et l’environnement au lieu de se limiter aux pixels.

Avec l’aide de la géométrie, il est beaucoup plus efficace pour rendre les ombres et l’éclairage. Le principal inconvénient du HBAO est que, contrairement au SSAO, il nécessite plus de puissance de traitement dans le CPU et le GPU. Plus tard, le HBAO+ a été présenté pour fournir un algorithme moins gourmand d’échantillonnage de lumière et d’ombre.

Le HDAO

Le HDAO ou High Definition Ambient Occlusion est une technique similaire, même si elle est destinée aux cartes graphiques AMD pour rivaliser avec le HBAO de Nvidia. Il n’y a pas de différence notable entre le HBAO et le HDAO, sauf qu’ils sont natifs du GPU de leur distributeur respectif.

Le VXAO

Le VXAO, ou Voxel Accelerated Ambient Occlusion, est un des rendus les plus proches de la réalité en termes d’éclairage et de rendu des ombres. cependant, peu de jeux proposent ce paramètre, principalement parce qu’il est trop chargé et repoussera les limites de votre processeur et de votre carte graphique. Il a également une approche différente de celle du SSAO et des autres techniques.

En bref, le VXAO rendra des objets géométriques et estimera l’ombre en dehors de la scène que vous rencontrez. Cette approche donne aux scènes une touche encore plus réaliste, offrant une excellente comparaison entre les jeux modernes et à quoi ressemblaient les jeux vidéo dans le passé.

Plus techniquement, VXAO convertit les objets pixélisés sur les écrans en voxels, qui sont des pixels, mais en 3D (en forme de cube donc), d’où le nom. Grâce à leur structure 3D, les voxels peuvent estimer les dimensions de certains objets géométriques à l’intérieur des jeux vidéo, ce qui se traduit par rendu précis et élégant de la lumière et des ombres.

Occlusion ambiante VS Ray tracing

Occlusion ambiante vs lancer de rayons

 

Le SSAO se concentre sur la profondeur des pixels et ne prend pas en compte les formes et les objets, ce qui conduit souvent à l’apparition de coins sombres, grain et ombres inexactes. D’autre part, le Ray tracing, étant une technologie plus récente, se concentre sur plus de facteurs comme la géométrie de différentes formes et objets, les surfaces et lumières pour rendre des ombres précises et réalistes.

C’est aussi un pas en avant par rapport au HBAO et au HDAO, qui se concentrent uniquement sur la géométrie. De plus, le ray tracing traite et restitue uniquement ce qui est visible par le joueur. Autrement dit, l’approximation de l’éclairage et des ombres n’est effectuée que sur le champ de vision de la caméra.

Actuellement, peu de joueurs utilisent le ray tracing, principalement parce que la fonctionnalité est native des cartes Nvidia GeForce RTX 2000, 3000 et AMD Radeon RX 6000, et que seule une poignée de jeux prend en charge cette fonctionnalité de nouvelle génération. Cependant, à mesure que l’industrie du jeu progresse, de plus en plus de jeux prendront en charge cette technologie.

Conclusion

L’occlusion ambiante est une méthode qui calcule et évalue la bonne luminosité dans l’ambiance du jeu, rapprochant les jeux d’un certain réalisme graphique. Différents types d’occlusion ambiante ont été développés au fil des ans avec de nouveaux visuels et calculs.

Alors que d’autres méthodes d’occlusion telles que le ray tracing émergeront inévitablement, il est important de noter que l’occlusion ambiante n’est pas le seul moyen de rendre votre jeu plus proche de la réalité. Pourtant, c’est une technique complexe mais fascinante qui améliore sans aucun doute les jeux et les films.

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