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.
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.
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.
Phong reflection modelThe Phong reflection model (also called Phong illumination or Phong lighting) is an empirical model of the local illumination of points on a surface designed by the computer graphics researcher Bui Tuong Phong. In 3D computer graphics, it is sometimes referred to as "Phong shading", particularly if the model is used with the interpolation method of the same name and in the context of pixel shaders or other places where a lighting calculation can be referred to as “shading”.
Réflexion (physique)vignette|upright=1|La loi de la réflexion en physique.|alt=Le rayon incident arrive sur la surface et est réfléchi. Les angles d'incidence et de réflexion sont identiques. vignette|Matsimäe Pühajärv, Estonie. La réflexion en physique est le brusque changement de direction d'une onde à l'interface de deux milieux. Après réflexion, l'onde reste dans son milieu de propagation initial. De multiples types d'ondes peuvent subir une réflexion.
Modélisation tridimensionnelleLa modélisation tridimensionnelle est l'étape en infographie tridimensionnelle qui consiste à créer, dans un logiciel de modélisation 3D, un objet en trois dimensions, par ajout, soustraction et modifications de ses constituants. La révolution consiste à faire tourner un profil 2D autour d'un axe 3D : on obtient ainsi un volume de révolution. C'est la technique majoritairement utilisée dans le jeu vidéo, et le cinéma d'animation. La modélisation polygonale induit une marge d'erreur de proportions et de dimensions le plus souvent invisible à l'œil nu.
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.
Infographie tridimensionnelleLa synthèse d'images tridimensionnelles, souvent appelée infographie tridimensionnelle ou infographie 3D (3D pour trois dimensions : x, y, z, les trois axes qui constituent le repère orthonormé de la géométrie dans l'espace), est un ensemble de techniques notamment issues de la CAO qui permet la représentation d'objets en perspective sur un moniteur d'ordinateur. Elle est actuellement très utilisée en art numérique dans l'industrie du film, initiée par les studios Pixar, Disney, DreamWorks, Blue Sky, Illumination et ILM et, .
Réflectivité bidirectionnelleDans de nombreux problèmes de transferts thermiques ou en rendu pour la génération d'images de synthèse il est nécessaire de caractériser la réflexion d'une surface. Le cas le plus simple est la réflexion spéculaire décrite par les lois de Fresnel mais qui ne s'adresse qu'à des surfaces parfaites. De telles surfaces sont réalisées dans divers domaines technologiques et on peut dans ce cas prédire, outre la réflexion, des propriétés telles que absorptivité ou émissivité.
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.
3D rendering3D rendering is the 3D computer graphics process of converting 3D models into 2D images on a computer. 3D renders may include photorealistic effects or non-photorealistic styles. Rendering is the final process of creating the actual 2D image or animation from the prepared scene. This can be compared to taking a photo or filming the scene after the setup is finished in real life. Several different, and often specialized, rendering methods have been developed.
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.
Ombrage de GouraudLombrage de Gouraud (Gouraud shading en anglais) est une technique de rendu 3D inventée par Henri Gouraud. Autrefois limitée au monde de l', l'ombrage de Gouraud est aujourd'hui utilisé par toutes les cartes 3D du marché. Cette technique marque une énorme avancée sur l'ombrage plat autrefois utilisé. Avec l'ombrage plat, les facettes des objets 3D sont toujours très visibles. L'ombrage de Gouraud consiste à interpoler linéairement la luminosité entre les trois sommets d'un triangle.
Photon mappingEn , le photon mapping ou placage de photons est un algorithme d'illumination globale fondé sur le lancer de rayon (ray tracing) utilisé pour simuler l'interaction de la lumière avec différents objets de manière réaliste. Plus précisément, il est capable de simuler la réfraction de la lumière à travers une substance transparente, comme l'eau ou le verre, les interréflections diffuses entre objets éclairés, et certains effets volumiques produits par des milieux comme le brouillard ou la fumée.
Ombrage de PhongLe terme ombrage de Phong désigne à la fois le modèle d'illumination de Phong et linterpolation de Phong, deux algorithmes de traitement 3D en infographie. Tous les deux furent développés par Bui Tuong Phong et publiés en 1973. L'illumination de Phong est un modèle local, c'est-à-dire que le calcul se fait en chaque point. Ce modèle empirique n'a rien d'exact, mais permet de calculer de manière crédible la lumière réfléchie par le point étudié, pour cela il combine trois éléments : la lumière ambiante, la lumière diffuse (modèle lambertien) et la lumière spéculaire (voir Réflexion optique).
Science des matériauxLa science des matériaux repose sur la relation entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent (métaux, polymères, semi-conducteurs, céramiques, composites, etc.). Elle se focalise sur l'étude des principales caractéristiques des matériaux, ainsi que leurs propriétés mécaniques, chimiques, électriques, thermiques, optiques et magnétiques. La science des matériaux est au cœur de beaucoup des grandes révolutions techniques.
Brillant et matvignette|Tissu brillant : satin. Le brillant et le mat sont des caractéristiques opposées d'une couleur, que la colorimétrie mesure par la différence entre la réflexion diffuse et la réflexion spéculaire d'une surface. La lumière se reflète dans une couleur brillante, alors que l'aspect d'une couleur idéalement mate est identique dans toutes les directions d'observation et de lumière. Les peintures prévues pour la décoration se vendent en qualité mate ou brillante. En jargon professionnel, on parle de gloss.
Matériauvignette|Grandes classes de matériaux. Les matériaux minéraux sont des roches, des céramiques ou des verres. Les matériaux métalliques sont des métaux ou des alliages. Un matériau est toute matière utilisée pour réaliser un objet au sens large. Ce dernier est souvent une pièce d'un sous-ensemble. C'est donc une matière sélectionnée à l'origine en raison de propriétés particulières et mise en œuvre en vue d'un usage spécifique.
Matériau compositevignette|Multicouche, un exemple de matériau composite. Un matériau composite est un assemblage ou un mélange hétérogène d'au moins deux composants, non miscibles mais ayant une forte capacité d'interpénétration et d'adhésion, dont les propriétés mécaniques se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés avantageuses que les composants seuls ne possèdent pas. Bien que le terme composite soit moderne, de tels matériaux ont été inventés et abondamment utilisés bien avant l'Antiquité, comme les torchis pour la construction de bâtiments.
