Qu'est-ce que le rendu basé sur la physique (PBR) ?

Le rendu basé sur la physique (PBR) est une approche de calcul de la lumière et des matériaux qui s’appuie sur des principes physiques. Parmi ceux-ci figurent la conservation de l’énergie et la réflexion en fonction de l’angle de vue. Des paramètres tels que la couleur de base (Base Color), la rugosité (Roughness) et la métallicité (Metalness) décrivent la surface. Son rendu à l’écran dépend également de l’éclairage, de la géométrie, du moteur de rendu et de la gestion des couleurs. Le PBR facilite la mise en correspondance des matériaux, mais ne remplace ni la référence produit ni le choix créatif. Un exemple de notre travail sur les matériaux et la lumière : visualisation d’une cuisine pour LEICHT IDEA.

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Les principales cartes PBR

Albédo / Couleur de base : décrit la couleur de base sans éclairage intégré. Dans le workflow « Metalness », la couleur de base correspond, pour les métaux, à la couleur de la réflexion.
Carte de normales : modifie les normales de surface utilisées pour calculer l’éclairage. Elle n’ajoute aucune géométrie et ne modifie pas la silhouette.
Carte de rugosité : contrôle la rugosité microscopique et, par conséquent, l'amplitude et la netteté des reflets.
Metalness / Metallic : permet de distinguer les surfaces métalliques des surfaces non métalliques. Dans le cas d'un matériau homogène, une valeur constante peut suffire à la place d'une texture.
Occlusion ambiante (AO) : représente une approximation de l’occlusion due à la géométrie voisine. Elle reste optionnelle et ne remplace pas un calcul complet de l’éclairage.

Le guide Adobe Substance 3D PBR explique les principes de base et les deux workflows PBR les plus courants.

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Exemples de cartes PBR

Cinq cartes de textures d’un tissu côte à côte : couleur de base, AO, hauteur, normales et rugosité — Cinq cartes d’un tissu, de gauche à droite : Base Color, Ambient Occlusion, Height, Normal et Roughness. Elles décrivent différentes propriétés. La répétition sans raccord visible doit être vérifiée séparément.

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De quelle carte PBR ai-je besoin pour le rendu ?

Il n'existe pas d'ensemble obligatoire de quatre ou cinq fichiers de texture. Les textures nécessaires dépendent du matériau, du niveau de détail et du système cible. Les propriétés uniformes peuvent souvent être définies sous forme de valeurs dans le shader.

Type de matériau	Paramètres importants	À déterminer en fonction du niveau de détail	Points à vérifier
Métal brossé	Base Color, Metalness, Roughness	Anisotropie ; carte de normales ou géométrie pour les détails visibles	Vérifier le sens du brossage et les reflets sous un éclairage adapté
Cuir / Tissu	Couleur de base, rugosité ; généralement non métallique	Carte de normales, displacement ; sheen selon le matériau	Vérifier l’échelle du tissage, les plis et le lustre par rapport à la référence
Verre	Transmission, IOR, rugosité	Absorption, épaisseur du matériau et, le cas échéant, volume	La transparence alpha ne remplace pas la réfraction de la lumière
Bois verni	Couleur de base, rugosité ; non métallique	Carte de normales et couche de vernis distincte dans le shader	Régler séparément le grain du bois et la brillance du vernis

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Plus d'informations sur les textures & la création de matériaux : Numérisation de matériaux & de surfaces ainsi que Visualisation de surfaces.

Rendu 3D d'un salon lumineux avec un canapé en cuir marron et une vue sur la nature environnante à travers de grandes fenêtres

Du terme technique à l'expérience visuelle

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Exemples pratiques & médias

Le bois, le tissu et le verre imposent des exigences différentes au matériau. Les images suivantes montrent les éléments essentiels à prendre en compte lors de l'ajustement. Un rendu final ne permet pas à lui seul de déterminer quelles textures ou quels shaders ont été utilisés précisément.

Détail d'un dossier en bois foncé aux veines apparentes, avec un tressage clair en arrière-plan — Bois et tressage : le sens du grain, les pores et les reflets doivent s'harmoniser. Les détails fins de la surface et les ouvertures visibles imposent des exigences différentes en matière de texture et de géométrie.

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Gros plan sur un canapé en tissu beige présentant la texture du tissu, les coutures et les coussins d'assise — *Le tissu en détail : l’échelle du tissage, les coutures, les plis et le lustre déterminent son aspect. Une carte de normales ne décrit pas à elle seule toute la forme du rembourrage.*

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Façade vitrée d’une armoire interlübke avec reflets, poignée sombre et tiroirs visibles — *Façade vitrée et cadre : examiner ensemble la vue à travers le verre, les reflets et l’épaisseur du matériau. Voir le projet pour interlübke.*

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Processus de travail chez Danthree

Références de matériaux : selon la surface, nous travaillons à partir d’échantillons, de photographies, de scans ou de structures créées de manière procédurale.
Création de textures : nous créons les textures nécessaires au matériau et à l'utilisation prévue.
Développement visuel et shaders : nous ajustons les paramètres des matériaux dans le moteur de rendu.
Rendus de test : nous vérifions l’échelle, la couleur et les reflets dans les conditions d’éclairage prévues, à partir des références.
Validation et réutilisation : les images ou les matériaux livrés et réutilisés par la suite dépendent du périmètre convenu pour le projet.

En savoir plus sur le processus : Studio de Visualisation 3D et modélisation 3D.

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Avantages pour les marques et le marketing

Un matériau dont on peut vérifier les réglages : des paramètres séparés facilitent l’ajustement de la couleur, de la rugosité et des détails de surface.
Une base réutilisable : les données de matériaux peuvent servir à d’autres images si le moteur de rendu, l’échelle et l’usage sont compatibles.
Un rendu vérifiable : les références et les rendus de test aident à détecter et à corriger les écarts de matériau.
Plusieurs canaux de diffusion : que ce soit pour le Web, l'impression ou le temps réel, nous vérifions les exigences spécifiques en matière de textures, de shaders et de gestion des couleurs.

Metalness/Roughness et Specular/Glossiness

Les appellations ne suffisent pas à elles seules à déterminer si un shader fonctionne selon des principes physiques. Les deux workflows permettent de mettre en œuvre le PBR. Ce qui est déterminant, ce sont le modèle de matériau, les valeurs appropriées et la mise en œuvre dans le moteur de rendu.

aspect	Metalness/Roughness	Specular/Glossiness
Principe fondamental	Workflow PBR avec masque de métallicité et rugosité	Également utilisable en PBR ; couleur de réflexion et degré de lissage décrits séparément
Couleur du matériau	Base Color : couleur diffuse pour les non-métaux, couleur de réflexion pour les métaux	« Diffuse » désigne la couleur diffuse ; « Specular », la réflexion
rugosité	La rugosité décrit la rugosité microscopique	Glossiness décrit le degré de lissage ; la conversion dépend du shader
Transfert entre systèmes	Base du modèle de matériau glTF 2.0 ; extensions selon le matériau	Vérifier la prise en charge dans le système cible ; la conversion n'est pas toujours sans perte

Autres notions fondamentales sur la lumière et le rendu : le ray tracing

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FAQ - Qu'est-ce que le rendu basé sur la physique (PBR) ?

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Quelle est la différence entre le PBR et l'ombrage classique ?

Le PBR fonde le calcul de la lumière et des matériaux sur des principes physiques. Le workflow Specular/Glossiness peut lui aussi être utilisé en PBR. Le nom des cartes ne suffit pas à établir leur précision ou leur réalisme. Le guide PBR d’Adobe explique les deux workflows.

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Quelles sont les textures minimales requises pour le PBR ?

Il n’existe pas de nombre de textures universellement obligatoire. Le workflow Metalness/Roughness décrit la couleur de base, la métallicité et la rugosité. Des valeurs constantes peuvent suffire pour des propriétés uniformes. Les cartes de normales, d’AO et les autres cartes s’ajoutent selon le besoin. La spécification glTF 2.0 distingue les facteurs correspondants et les textures optionnelles.

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Puis-je convertir des matériaux existants au PBR ?

Les matériaux existants peuvent souvent être réutilisés ou adaptés. Une carte diffuse contenant un éclairage précalculé ne constitue toutefois pas automatiquement une bonne carte de couleur de base. Un simple changement de nom ou une inversion ne permet pas non plus de convertir sans perte tous les matériaux Specular/Glossiness. Vérifie le résultat dans le moteur cible à partir de la référence du produit.

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Où puis-je me procurer des textures PBR ?

La numérisation de matériaux, les références photographiques, la création procédurale et les bibliothèques de textures sont des sources possibles. Vérifie les droits d’utilisation, l’échelle, la résolution et la cohérence des cartes. Pour une surface propre à ton produit, nous pouvons discuter de la numérisation des matériaux à partir de tes références.

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Pourquoi un même matériau PBR n'a-t-il pas le même aspect partout ?

L'éclairage, l'exposition, la gestion des couleurs, les shaders et la géométrie influencent le résultat. La prise en charge des propriétés des matériaux peut également varier d'une application à l'autre. Le PBR fournit une base commune, mais ne garantit pas des images identiques. Vérifie le rendu du matériau sur le système cible réellement utilisé.

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La transparence est-elle suffisante pour un matériau en verre PBR ?

Non. La transparence alpha et la transmission de la lumière avec réfraction sont deux propriétés différentes. Pour le verre, la transmission, l’indice de réfraction, la rugosité, l’épaisseur et l’absorption peuvent être importants. Leur disponibilité dépend du shader et du moteur de rendu. La présentation de Khronos sur le PBR dans glTF montre les extensions correspondantes.

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