Comprendre le rendu 3D étape par étape avec 3DMark11

Un dessin vaut parfois mieux qu'un long discours… Un adage en général difficile à suivre lorsqu'il s'agit de représenter le rendu 3D en temps réel des jeux vidéo modernes, tant il est devenu complexe. S'il est relativement aisé d'illustrer la plupart des effets graphiques par des cas particuliers qui les mettent en avant, les représenter en tant qu'étapes dans un rendu complet l'est beaucoup moins. C'est pourtant cette mise en scène qui permet de comprendre comment est construite une image dans les jeux récents.

Si nous ne vous épargnerons pas quelques chiffres et autres détails techniques dans ce dossier, nous sommes par contre tombés sur un exemple idéal qui nous permet d'illustrer en pratique le rendu 3D et ainsi de le démystifier quelque peu.

3DMark 11

Dès la sortie de 3DMark 11, il y a près d'un an, nous nous sommes plongés dans ses entrailles afin d'observer s'il représente bien une utilisation intéressante de DirectX 11, utile pour juger des capacités des GPUs actuels dans les jeux à venir. Cela a pris du temps, compte tenu des milliers de commandes de rendu à observer ainsi que des bugs et autres limitations dont souffrent les outils d'analyse proposés par AMD et Nvidia, ce qui nous a poussés à mettre en pause ce dossier à plusieurs reprises.

Si ces observations nous permettent de formuler plusieurs critiques par rapport à l'utilisation faite par 3DMark 11 des nouveautés de DirectX11, nous y viendront dans un prochain dossier, elles ont également mis en avant une rare opportunité de vous aider à comprendre, à travers des visuels clairs, les différentes étapes nécessaires à la construction d'un rendu 3D temps-réel moderne tel qu'utilisé dans les jeux vidéo récents : le rendu différé. Il consiste à préparer au préalable tous les ingrédients nécessaires à la construction de l'image, à les stocker dans des mémoires tampons intermédiaires et à les combiner pour calculer l'éclairage seulement une fois que toute la scène a été passée en revue, de manière à éviter le calcul des pixels cachés.

S'ils font leur travail correctement, les développeurs s'efforcent d'optimiser les moindres détails du rendu 3D pour lequel ils ont opté, ce qui a pour conséquence, au niveau auquel nous pouvons l'observer, de rendre floues voire de faire disparaître complètement la séparation entre les différentes étapes qui le composent. Pour Futuremark, qui met au point 3DMark 11, la donne est différente puisque l'objectif est de comparer les performances de différentes cartes graphiques avec des techniques de rendu modernes, d'une manière aussi objective que possible, et non de chercher à mettre en place un maximum de petites optimisations. C'est ce qui nous permet de prendre des "clichés" de la construction de l'image.


Nous y avons ajouté quelques chiffres qui permettent de prendre la mesure de la complexité des rendus modernes, ainsi que quelques explications sur les techniques utilisées. Afin que les visuels puissent permettre à un plus grand nombre de comprendre comment fonctionne la 3D, nous avons d'une part déporté les explications plus détaillées dans des encadrés, et d'autre part intégré un récapitulatif des différentes étapes dans la dernière page de ce dossier. Il permettra à celui pour qui "normal map" ou "R11G11B10_FLOAT" représentent des gros mots de visualiser simplement et rapidement comment se construit une image 3D.