Formation infographie

Leçon 1 • Modèles et espaces colorimétriques

Présente les modèles de couleurs RVB, TSV et perceptuels utilisés dans les pipelines graphiques. Les étudiants appliquent les conversions d'espaces colorimétriques pertinentes pour les flux de travail 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'informatique graphique

Retrace l'évolution, des premiers écrans tramés au rendu moderne piloté par GPU. Contextualise l'étendue du domaine à travers 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 pixel finale dans un pipeline standard. Fournit un modèle mental qui ancre chaque sujet abordé dans les chapitres suivants.

Leçon 1 • Anti-crénelage et échantillonnage

Explique les artefacts de crénelage, le suréchantillonnage, le MSAA et les solutions basées sur des filtres. Relie 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 de lignes efficace basée sur des entiers. Relie la précision au niveau du pixel à l'étape plus large de rastérisation du pipeline.

Leçon 3 • Algorithmes de clipping

Présente les algorithmes de Cohen-Sutherland et Sutherland-Hodgman pour le clipping dans la zone d'affichage. Garantit que seule la géométrie visible est traitée, optimisant ainsi les performances de rendu.

Leçon 4 • Techniques de remplissage de polygones

Enseigne le remplissage par ligne de balayage, le remplissage par propagation et les méthodes de table d'arêtes pour le rendu de polygones pleins. 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 demi-arête et les maillages à arêtes ailées. Prépare les étudiants à stocker et 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 perspectives et orthographiques. Relie les mathématiques de la caméra à l'étape de transformation des sommets.

Leçon 4 • Vecteurs et matrices en 3D

Passe en revue 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, projecteur et surfacique ainsi que leurs représentations mathématiques. Établit les entrées d'illumination consommées par tous les modèles d'ombrage.

Leçon 2 • Ombrage ambiant, diffus et spéculaire

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

Leçon 3 • Techniques d'ombres

Couvre les cartes d'ombres, les volumes d'ombre et le filtrage à pourcentage plus proche 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 à base physique

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

Leçon 1 • Mapping normal et de relief

Dérive le mapping 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 mapping de textures

Couvre les coordonnées UV, l'échantillonnage de textures et les modes d'enroulement pour appliquer des images 2D sur des surfaces 3D. Relie les recherches de textures 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 flux de travail 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 éloignées. Traite les artefacts de crénelage causés par la minification de la texture.

Leçon 1 • Programmation de shaders 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 clip correctement transformée.

Leçon 2 • Shaders de calcul et GPGPU

Présente la répartition des shaders de calcul, la mémoire partagée et les barrières de synchronisation. Permet aux étudiants de déléguer des tâches parallèles non graphiques au 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 shaders de fragments

Implémente les équations d'éclairage, l'échantillonnage de textures 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 impossibles à obtenir avec les seuls modèles d'ombrage locaux.

Leçon 2 • Lancer de chemin de Monte Carlo

Introduit l'intégration de Monte Carlo, l'échantillonnage préférentiel et l'équation de rendu. Les étudiants construisent un traceur de chemin 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 rastérisation-lancer de rayons. Relie la qualité du lancer de chemin 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-AABB 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 par seconde en réduisant la géométrie traitée par image.

Leçon 2 • Effets d'espace écran

Implémente SSAO, SSR et SSGI en utilisant les tampons de profondeur et de normales 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'albedo et de matériau pour l'ombrage différé. Découple les passes de géométrie et d'éclairage pour prendre en charge de nombreuses lumières dynamiques.

Leçon 4 • Rendu procédural et de terrains

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