Ray tracingvignette|upright=1.5|Exemple d' montrant la réfraction dans cinq milieux différents : dans l'air, dans le liquide bleu, dans le liquide rouge, dans le verre et dans le tube de plastique (les images sont déformées par le changement d'indice optique). Le lancer de rayons, ou lancer de rayon, également appelé ray tracing, est une technique de calcul d'optique par ordinateur, utilisée pour le rendu en ou pour des études de systèmes optiques.
Raycastingthumb|right|350px|Capture d’écran de Freedoom : reproduction libre de Doom utilisant également le raycasting. Le raycasting est une technique de calcul d'images de synthèse 3D, facilement accélérée matériellement par une carte graphique dédiée. L'accélération peut se faire en utilisant l'API OpenGL, Glide (tombé en désuétude), ou Direct3D. Elle a été utilisée avec succès au début des années 1990 dans les jeux vidéo comme Wolfenstein 3D ou Doom. L'implémentation était alors entièrement logicielle et ne faisait pas appel à du matériel spécifique.
Path tracingvignette|Image d'une scène 3D constituée de trois sphères, obtenue par path tracing. Le path tracing est une technique de lancer de rayon (ray tracing), utilisée pour déterminer l'illumination globale d'une scène 3D en résolvant l'équation du rendu. L'image finale est générée par une constitution progressive : d'abord un brouillard de pixels, elle s'affine progressivement jusqu'à être débarrassée presque complètement de son « grain ». Le path tracing a été introduit par James Kajiya en 1986.
Distributed ray tracingDistributed ray tracing, also called distribution ray tracing and stochastic ray tracing, is a refinement of ray tracing that allows for the rendering of "soft" phenomena. Conventional ray tracing uses single rays to sample many different domains. For example, when the color of an object is calculated, ray tracing might send a single ray to each light source in the scene. This leads to sharp shadows, since there is no way for a light source to be partially occluded (another way of saying this is that all lights are point sources and have zero area).
Diffuse reflectionDiffuse reflection is the reflection of light or other waves or particles from a surface such that a ray incident on the surface is scattered at many angles rather than at just one angle as in the case of specular reflection. An ideal diffuse reflecting surface is said to exhibit Lambertian reflection, meaning that there is equal luminance when viewed from all directions lying in the half-space adjacent to the surface.
Specular reflectionSpecular reflection, or regular reflection, is the mirror-like reflection of waves, such as light, from a surface. The law of reflection states that a reflected ray of light emerges from the reflecting surface at the same angle to the surface normal as the incident ray, but on the opposing side of the surface normal in the plane formed by the incident and reflected rays. This behavior was first described by Hero of Alexandria (AD c. 10–70). Later, Alhazen gave a complete statement of the law of reflection.
Virgule flottantevignette|Comme la notation scientifique, le nombre à virgule flottante a une mantisse et un exposant. La virgule flottante est une méthode d'écriture de nombres fréquemment utilisée dans les ordinateurs, équivalente à la notation scientifique en numération binaire. Elle consiste à représenter un nombre par : un signe (égal à −1 ou 1) ; une mantisse (aussi appelée significande) ; et un exposant (entier relatif, généralement borné).
Floating-point error mitigationFloating-point error mitigation is the minimization of errors caused by the fact that real numbers cannot, in general, be accurately represented in a fixed space. By definition, floating-point error cannot be eliminated, and, at best, can only be managed. Huberto M. Sierra noted in his 1956 patent "Floating Decimal Point Arithmetic Control Means for Calculator": Thus under some conditions, the major portion of the significant data digits may lie beyond the capacity of the registers.
Decimal floating pointDecimal floating-point (DFP) arithmetic refers to both a representation and operations on decimal floating-point numbers. Working directly with decimal (base-10) fractions can avoid the rounding errors that otherwise typically occur when converting between decimal fractions (common in human-entered data, such as measurements or financial information) and binary (base-2) fractions. The advantage of decimal floating-point representation over decimal fixed-point and integer representation is that it supports a much wider range of values.
POV-RayPOV-Ray (Persistence of Vision Raytracer), ou POV est un logiciel libre de lancer de rayons, « Raytracing » en anglais (technique de en 3D), disponible sur une grande variété de plateformes (Windows, Mac OS, GNU/Linux, etc.). Il a été fondé à l'origine sur les sources de DKBTrace, et dans une moindre proportion sur Polyray. POV-Ray ne dispose pas d'une interface graphique (de modeleur 3D) intégré comme la plupart des logiciels de synthèse actuels, mais utilise des scripts de description de scène, dans lesquels tous les objets, les lumières, etc.
Quadruple-precision floating-point formatIn computing, quadruple precision (or quad precision) is a binary floating point–based computer number format that occupies 16 bytes (128 bits) with precision at least twice the 53-bit double precision. This 128-bit quadruple precision is designed not only for applications requiring results in higher than double precision, but also, as a primary function, to allow the computation of double precision results more reliably and accurately by minimising overflow and round-off errors in intermediate calculations and scratch variables.
Double-precision floating-point formatDouble-precision floating-point format (sometimes called FP64 or float64) is a floating-point number format, usually occupying 64 bits in computer memory; it represents a wide dynamic range of numeric values by using a floating radix point. Floating point is used to represent fractional values, or when a wider range is needed than is provided by fixed point (of the same bit width), even if at the cost of precision. Double precision may be chosen when the range or precision of single precision would be insufficient.
Computer graphics lightingComputer graphics lighting is the collection of techniques used to simulate light in computer graphics scenes. While lighting techniques offer flexibility in the level of detail and functionality available, they also operate at different levels of computational demand and complexity. Graphics artists can choose from a variety of light sources, models, shading techniques, and effects to suit the needs of each application. Light sources allow for different ways to introduce light into graphics scenes.
SpecularitySpecularity is the visual appearance of specular reflections. In computer graphics, it means the quantity used in three-dimensional (3D) rendering which represents the amount of reflectivity a surface has. It is a key component in determining the brightness of specular highlights, along with shininess to determine the size of the highlights. It is frequently used in real-time computer graphics and ray tracing, where the mirror-like specular reflection of light from other surfaces is often ignored (due to the more intensive computations required to calculate it), and the specular reflection of light directly from point light sources is modeled as specular highlights.
Rendu photoréalisteLe rendu photoréaliste qualifie un rendu visuel qui tend à ressembler à une photographie. Il s'applique ainsi au domaine de l'infographie. Il ne faut pas confondre le rendu photoréaliste avec les mouvements artistiques de l'hyperréalisme, du photoréalisme et du réalisme. Jurassic Park est le premier film à utiliser des images de synthèse où elles atteignent pour la première fois un niveau de réalisme faisant illusion. Elles se résument à quelques plans en pied des créatures, les gros plans étant des animatroniques.
Ombrage platShading refers to the depiction of depth perception in 3D models (within the field of 3D computer graphics) or illustrations (in visual art) by varying the level of darkness. Shading tries to approximate local behavior of light on the object's surface and is not to be confused with techniques of adding shadows, such as shadow mapping or shadow volumes, which fall under global behavior of light. Shading is used traditionally in drawing for depicting a range of darkness by applying media more densely or with a darker shade for darker areas, and less densely or with a lighter shade for lighter areas.
Erreur d'arrondiUne erreur d'arrondi est la différence entre la valeur approchée calculée d'un nombre et sa valeur mathématique exacte. Des erreurs d'arrondi naissent généralement lorsque des nombres exacts sont représentés dans un système incapable de les exprimer exactement. Les erreurs d'arrondi se propagent au cours des calculs avec des valeurs approchées ce qui peut augmenter l'erreur du résultat final. Dans le système décimal des erreurs d'arrondi sont engendrées, lorsqu'avec une troncature, un grand nombre (peut-être une infinité) de décimales ne sont pas prises en considération.
Illumination globaleLes algorithmes d'illumination globale (dit souvent GI pour Global Illumination) – utilisés en synthèse d'image 3D – sont ceux qui, en déterminant la lumière tombant sur une surface, tiennent compte non seulement de la lumière qui a pris un chemin partant directement d'une source lumineuse (illumination directe), mais également la lumière ayant subi la réflexion d'autres surfaces dans la scène à 3 dimensions (illumination indirecte). Dans la pratique, des rayons de photons émanent d'une source lumineuse dans toutes les directions et bombardent la scène.
Lumière spéculairevignette|Mise en évidence spéculaire d'une paire de sphères. En imagerie de synthèse, la lumière spéculaire est la composante de lumière calculée sur un objet 3D et issue de la réflexion directe d'une source de lumière sur cet objet. Son calcul nécessite 3 vecteurs, celui de la direction de la lumière, celui de la direction de l'œil de la caméra et enfin celui de la normale de la face sur laquelle elle sera appliquée. Pour des raisons de performances, dans les graphiques 3D en temps réel, l'approximation de Schlick est souvent utilisée pour remplacer le coefficient de Fresnel.
Bfloat16 floating-point formatThe bfloat16 (brain floating point) floating-point format is a computer number format occupying 16 bits in computer memory; it represents a wide dynamic range of numeric values by using a floating radix point. This format is a truncated (16-bit) version of the 32-bit IEEE 754 single-precision floating-point format (binary32) with the intent of accelerating machine learning and near-sensor computing. It preserves the approximate dynamic range of 32-bit floating-point numbers by retaining 8 exponent bits, but supports only an 8-bit precision rather than the 24-bit significand of the binary32 format.
