L’occlusion ambiante : rôle crucial dans les jeux vidéos

occlusion ambiante

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L’industrie des jeux vidéo est en constante évolution, grâce notamment aux avancées technologiques en matière de graphismes et de puissance de traitement. Un élément crucial dans cette quête de réalisme est l’occlusion ambiante. Les joueurs sur PC auront remarqué qu’il existe de nombreuses options graphiques à leur disposition pour rendre le jeu plus esthétique et plus dynamique, comme l’occlusion ambiante.

Qu’est-ce que l’occlusion ambiante ?

C’est une technique de rendu qui évalue la luminosité à différents points d’une surface en fonction de l’environnement du jeu et de l’emplacement de la source lumineuse. Elle simule l’effet d’objets obstruant la lumière, améliorant ainsi la qualité et le réalisme des jeux vidéo en 3D, en se rapprochant de ce qui se passe dans le monde réel. Par exemple, elle peut être configurée dans les paramètres 3D de votre carte graphique NVIDIA.

Cette méthode a fait ses débuts en 2001 dans le film Pearl Harbor. Malgré des critiques mitigées pour le film lui-même, ses effets visuels ont pavé la voie à l’occlusion ambiante dans l’univers des jeux vidéo. En 2007, Crytek a intégré pour la première fois cette technique dans son jeu à succès, Crysis. Malheureusement, à cause des exigences en matière de puissance de traitement, tous les joueurs n’ont pas immédiatement bénéficié de cette innovation.

L’occlusion ambiante : un atout pour l’immersion dans les jeux vidéo ?

 

Skyrim: Ambient occlusion comparison | Kyntteri

 

Pour les passionnés de jeux vidéo, la réponse ne se limite pas à un simple « oui » ou « non ». Bien qu’un jeu puisse fonctionner sans ce type d’éclairage, l’intégration de l’occlusion ambiante renforce le réalisme et la qualité visuelle des scènes. Au moment de la sortie de Crysis, bon nombre de cartes graphiques, qu’elles soient de NVIDIA ou AMD, peinaient à le supporter. Cependant, avec l’évolution technologique des GPU, même les techniques d’occlusion ambiante les plus poussées n’entravent guère les performances actuelles des machines.

Le rôle central de l’occlusion ambiante dans l’éclairage d’une scène est incontestable. Elle joue sur les ombres pour reproduire les effets d’illumination réels, enrichissant ainsi les détails des objets et de l’environnement. Dans le monde des jeux vidéo, elle apporte une profondeur et un effet d’ombres plus naturelles, surtout dans des scènes cherchant à imiter la réalité. Des logiciels de modélisation tels que Blender s’en servent également pour optimiser la qualité de leurs rendus.

Toutefois, pousser l’occlusion ambiante à son niveau maximal peut être énergivore. Il est alors recommandé de moduler ses réglages selon les spécificités de chaque jeu. Par exemple, si vous notez un ralentissement ou des fluctuations graphiques, il peut être judicieux de réduire l’intensité de l’occlusion ambiante. 

L’occlusion ambiante influence-t-elle les performances en jeux vidéo ?

 

C’est une question cruciale pour les gamers, particulièrement ceux qui se consacrent à la compétition où chaque image compte. En réalité, l’occlusion ambiante peut effectivement impacter les FPS, mais l’ampleur de cet effet peut varier.

L’occlusion ambiante, qui est une méthode d’éclairage sophistiquée dans les scènes vidéo, ajoute un réalisme à l’ombrage et l’illumination. Elle fait partie de l’effet global dans des jeux comme Fortnite, où elle peut entraîner une baisse de jusqu’à 20% des FPS lorsque activée. La qualité de l’occlusion ambiante, ainsi que la puissance de traitement de la carte graphique (par exemple NVIDIA ou AMD), peut influencer ces chiffres.

La plupart des jeux voient une réduction de 5 à 10 % des FPS avec l’activation de l’occlusion ambiante. Cela est dû à la complexité de l’algorithme de modélisation et de l’effet de l’occlusion ambiante sur les pixels et l’éclairage de la scène. 

Les différentes facettes de l’occlusion ambiante

 

Les différents types de l'occlusion ambiante. SSAO, HBAO, VXAO

 

Diverses améliorations de l’occlusion ambiante ont été rendues possibles par différentes cartes graphiques, ainsi que par leurs architectures et leurs algorithmes de rendu comme la RTX 4090 ou encore la RTX 4080. Par conséquent, plusieurs méthodes sont utilisées dans les titres d’aujourd’hui. SSAO, HBAO, HDAO et VXAO sont quelques-unes des configurations les plus fréquentes.

SSAO

 

Crytek a été le premier à utiliser le SSAO (Screen-Space Ambient Occlusion) dans son jeu révolutionnaire Crysis. Pour économiser les ressources de traitement, cette technologie ne prend pas en compte l’espace et les éléments qui causent les ombres.

Au lieu de cela, SSAO examine les pixels entourant l’élément et leur profondeur, réduisant ainsi l’utilisation de l’unité centrale tout en introduisant un rendu dynamique pour rendre la lumière plus réaliste. Voici comment cela fonctionne :

  • Principe : Plutôt que de calculer la luminosité de chaque pixel basée sur une source lumineuse, cette technologie se focalise sur la manière dont les éléments proches bloquent la lumière.
  • Méthode : Le SSAO examine les pixels entourant un élément donné et leur profondeur relative. En fonction de cela, il détermine si un point devrait être plus ombré ou non.
  • Avantages : Cette méthode est relativement rapide et moins gourmande en ressources, ce qui la rend idéale pour les jeux vidéo en temps réel.
  • Inconvénients : Si les pixels ne sont pas correctement évalués, le SSAO peut causer du bruit, une distribution d’ombres erronée, ou un effet « boueux ».

Les temps de chargement ont été éliminés dans cette configuration, ce qui permet aux jeux de fonctionner de manière plus fluide. Cependant, les performances des cartes graphiques et les besoins des jeux vidéo ont augmenté, ce qui a nécessité le développement de nouvelles solutions.

HBAO

 

L’avancée suivante dans les techniques de rendu graphique a été HBAO, qui signifie Horizon Based Ambient Occlusion. NVIDIA a mis au point cette solution pour atténuer le grain et le bruit associés aux mesures de profondeur de pixel SSAO. Au lieu de se contenter des pixels, elle prend en compte la lumière et l’environnement. Voici comment elle fonctionne

  • Principe : Le HBAO prend également en compte la lumière et l’environnement de la scène.
  • Méthode : Ilutilise la géométrie de la scène pour rendre les ombres et l’éclairage plus précisément, ce qui permet de produire des ombres plus naturelles.
  • Avantages : Il offre un réalisme supérieur par rapport au SSAO et réduit les artefacts visuels.
  • Inconvénients :Il nécessite davantage de puissance de traitement, ce qui peut le rendre moins adapté à certains systèmes.

HDAO

 

HDAO, communément appelée High Definition Ambient Occlusion, est une méthode de carte graphique AMD qui fait concurrence à HBAO de NVIDIA. La seule différence est qu’ils sont conçus spécialement pour les GPU de leurs distributeurs respectifs. Il y a peu de différences entre les deux technologies

  • Principe : Semblable au HBAO en termes de qualité occlusion ambiante, avec quelques optimisations pour les cartes graphiques AMD.
  • Méthode : Le HDAO utilise des techniques avancées pour estimer comment la lumière est obstruée dans une scène.
  • Avantages : Conçu pour fonctionner de manière optimale sur les cartes graphiques AMD, il offre une performance comparable au HBAO sur ces systèmes.
  • Inconvénients : Le HDAO est plus gourmand en termes de ressources.

VXAO

 

VXAO, en résumé, rend les objets géométriques et les ombres approximatives à l’extérieur de la scène que vous regardez. Cette méthode donne aux situations une impression plus réaliste, ce qui permet une comparaison fantastique entre les jeux actuels et les jeux vidéo d’autrefois.

  • Principe : Le VXAO se distingue des autres méthodes par sa capacité à traiter les informations tridimensionnelles de la scène.
  • Méthode : Il transforme les pixels de l’écran en « voxels » (pixels 3D). Ces voxels permettent d’estimer la taille et la forme des éléments, offrant ainsi une représentation précise des ombres et de la lumière.
  • Avantages : Le VXAO offre une qualité d’occlusion ambiante inégalée, avec des ombres et un éclairage extrêmement réalistes.
  • Inconvénients : Sa complexité le rend très gourmand en ressources, ce qui peut le rendre inadapté pour certains systèmes ou nécessiter du matériel haut de gamme.

Chacune de ces techniques offre une approche unique de l’occlusion ambiante, avec ses avantages et ses inconvénients. Le choix de la technique à utiliser dépendra des besoins spécifiques du jeu, des ressources disponibles et du type de réalisme souhaité.

Ray-Tracing et occlusion ambiante

 

Le Ray Tracing est une technologie plus récente qui se concentre sur davantage d’aspects, tels que la géométrie des différentes formes et éléments, les surfaces et la lumière, afin de produire des ombres précises et réalistes.

Il s’agit également d’une étape supplémentaire par rapport à HBAO et HDAO, qui sont simplement de nature géométrique. Le Ray Tracing ne traite et ne rend que ce qui est visible par le joueur. 

Conclusion

 

L’occlusion ambiante est une technologie qui détermine et approfondit la luminosité appropriée dans le jeu, rapprochant ainsi les joueurs de la réalité dans le monde numérique. Différents types d’occlusion ambiante ont été créés au fil du temps, avec de nouvelles cartes graphiques.