Formation infographie

Leçon 1 • Modèles et espaces colorimétriques

Présente les modèles colorimétriques RVB, TSV et perceptuels utilisés dans les pipelines graphiques. Les étudiants appliquent les conversions d'espaces colorimétriques pertinentes pour les workflows d'affichage et de rendu.

Leçon 2 • Systèmes de coordonnées et transformations

Définit les espaces cartésiens 2D et 3D, les coordonnées homogènes et les transformations de base. Construit le vocabulaire mathématique utilisé dans tous les chapitres suivants.

Leçon 3 • Histoire et portée de l'infographie

Retrace l'évolution des premiers écrans tramés au rendu moderne piloté par GPU. Contextualise l'étendue du domaine dans les jeux, le cinéma, la simulation et la visualisation.

Leçon 4 • Aperçu du pipeline graphique

Cartographie les étapes, de l'entrée géométrique à la sortie de pixel final dans un pipeline standard. Fournit un modèle mental qui ancre chaque sujet abordé dans les chapitres suivants.

Leçon 1 • Anticrénelage et échantillonnage

Explique les artefacts de crénelage, le suréchantillonnage, la MSAA et les solutions basées sur des filtres. Lie la théorie de l'échantillonnage aux décisions de qualité d'image prises tout au long du pipeline.

Leçon 2 • Algorithmes de tracé de lignes

Couvre les algorithmes de Bresenham et DDA pour une rastérisation efficace de lignes basée sur des entiers. Relie la précision au niveau du pixel à l'étape plus large de rastérisation du pipeline.

Leçon 3 • Algorithmes d'écrêtage

Présente les algorithmes de Cohen-Sutherland et Sutherland-Hodgman pour l'écrêtage de la fenêtre d'affichage. Assure que seule la géométrie visible est traitée, optimisant ainsi les performances de rendu.

Leçon 4 • Techniques de remplissage de polygones

Enseigne les méthodes de remplissage par ligne de balayage, par remplissage par inondation et par table d'arêtes pour le rendu de polygones solides. Prépare les étudiants à la rastérisation de triangles utilisée dans les pipelines 3D.

Leçon 1 • Quaternions pour la rotation

Présente l'algèbre des quaternions comme une représentation de rotation sans blocage de cardan. Couvre l'interpolation SLERP pour des transitions d'animation fluides entre les orientations.

Leçon 2 • Représentation de maillage et structures de données

Couvre les tampons de sommets, les tampons d'indices, les structures de demi-arête et les maillages à arêtes ailées. Prépare les étudiants à stocker et à parcourir efficacement la géométrie 3D dans le code.

Leçon 3 • Visualisation et projection

Construit des matrices de vue à l'aide de formulations look-at et dérive les projections en perspective et orthographique. Relie les mathématiques de la caméra à l'étape de transformation des sommets.

Leçon 4 • Vecteurs et matrices en 3D

Revise le produit scalaire, le produit vectoriel et les opérations matricielles essentielles pour les graphiques 3D. Établit la boîte à outils d'algèbre linéaire utilisée dans chaque calcul 3D ultérieur.

Leçon 1 • Sources lumineuses et propriétés

Définit les types de lumière directionnelle, ponctuelle, spot et de zone et leurs représentations mathématiques. Établit les entrées d'éclairage consommées par tous les modèles d'ombrage.

Leçon 2 • Ombrage ambiant, diffus et spéculaire

Dérive les modèles de réflectance de Phong et Blinn-Phong composante par composante. Les étudiants implémentent ces modèles dans le code du shader et ajustent les paramètres du matériau.

Leçon 3 • Techniques d'ombres

Couvre les cartes d'ombres, les volumes d'ombre et le filtrage de proximité pour les ombres douces. Relie les algorithmes d'ombres aux concepts de tampon de profondeur du chapitre sur la projection.

Leçon 4 • Fondamentaux du rendu physiquement réaliste

Présente la BRDF à microfacettes, la conservation de l'énergie et le workflow métallicité-rugosité. Fait le pont entre l'ombrage classique et les pipelines PBR modernes utilisés en production.

Leçon 1 • Mappage normal et de relief

Dérive le mappage normal dans l'espace tangent et le compare aux variantes dans l'espace objet et dans l'espace monde. Étend les détails de surface sans augmenter le nombre de polygones du maillage.

Leçon 2 • Fondamentaux du mappage de texture

Couvre les coordonnées UV, l'échantillonnage de texture et les modes de répétition pour appliquer des images 2D à des surfaces 3D. Relie les consultations de texture à l'étape du shader de fragments.

Leçon 3 • Cartes de surface avancées

Couvre les cartes de déplacement, d'occlusion ambiante, de rugosité et d'émission dans les workflows PBR. Intègre plusieurs canaux de texture dans une définition de matériau cohérente.

Leçon 4 • Mipmapping et filtrage

Explique la génération de niveaux de mipmap, le filtrage trilinéaire et le filtrage anisotrope pour les surfaces lointaines. Traite les artefacts de crénelage causés par la minification des textures.

Leçon 1 • Programmation de shader de sommets

Couvre les entrées d'attributs de sommets, les tampons uniformes et l'implémentation de la transformation MVP dans le code du shader. Les étudiants produisent une géométrie dans l'espace de découpage correctement transformée.

Leçon 2 • Shaders de calcul et GPGPU

Présente le lancement de shaders de calcul, la mémoire partagée et les barrières de synchronisation. Permet aux étudiants de décharger des tâches parallèles non graphiques vers le GPU.

Leçon 3 • Aperçu de l'architecture GPU

Explique l'exécution SIMD, l'ordonnancement des warps/wavefronts et la hiérarchie mémoire sur les GPU modernes. Fournit le contexte matériel nécessaire pour écrire du code de shader efficace.

Leçon 4 • Programmation de shader de fragments

Implémente les équations d'éclairage, l'échantillonnage de texture et le mélange de sortie dans les shaders de fragments. Relie les modèles d'ombrage du chapitre 4 au code GPU exécutable.

Leçon 1 • Lancer de rayons de Whitted

Implémente le lancer de rayons récursif avec des rayons de réflexion, de réfraction et d'ombre. Démontre des effets globaux non réalisables avec les seuls modèles d'ombrage locaux.

Leçon 2 • Lancer de chemins de Monte Carlo

Présente l'intégration de Monte Carlo, l'échantillonnage par importance et l'équation de rendu. Les étudiants construisent un traceur de chemins unidirectionnel avec éclairage direct et indirect.

Leçon 3 • Débruitage et rendu hybride

Couvre l'accumulation temporelle, le débruitage basé sur l'IA et les hybrides de rastérisation et de lancer de rayons. Relie la qualité du lancer de chemins hors ligne à la faisabilité en temps réel.

Leçon 4 • Fondamentaux du lancer de rayons

Dérive les tests d'intersection rayon-sphère, rayon-triangle et rayon-BBEA à partir des premiers principes. Établit les opérations primitives de base utilisées dans tous les algorithmes de lancer de rayons.

Leçon 1 • Niveau de détail et élimination

Présente le changement de LOD, la simplification de maillage, l'élimination par frustum et l'élimination par occlusion. Maintient le taux d'images en réduisant la géométrie traitée par image.

Leçon 2 • Effets d'espace écran

Implémente l'AO de l'espace écran (SSAO), les réflexions de l'espace écran (SSR) et l'illumination globale de l'espace écran (SSGI) à l'aide des tampons de profondeur et de normale du G-buffer. Ajoute des approximations d'illumination globale à faible coût de calcul.

Leçon 3 • Pipeline de rendu différé

Construit un G-buffer avec des canaux de position, de normale, d'albédo et de matériau pour l'ombrage différé. Découple les passes de géométrie et d'éclairage pour soutenir de nombreuses lumières dynamiques.

Leçon 4 • Rendu procédural et de terrains

Couvre la génération de terrains par bruit, les shaders de tessellation et le LOD par clipmap pour les grands terrains. Intègre les techniques procédurales dans le pipeline de rendu avancé.