Le rendu volumique est une technique clé pour les professionnels des effets visuels (anglais) et de l’animation (anglais). Il leur permet de créer et de visualiser des phénomènes volumétriques complexes, comme la fumée, le feu, les nuages et le brouillard, avec un réalisme saisissant. Contrairement au rendu de surface traditionnel, qui traite seulement les surfaces des objets au moyen de polygones et de maillages, le rendu volumique 3D capture les propriétés et les structures internes complexes de ces phénomènes. Il offre ainsi des expériences visuelles plus immersives et engageantes. En permettant la création d’effets plus dynamiques et plus réalistes, cette technique a aidé le secteur à faire un immense pas en avant.
Les moteurs de rendu volumique reposent sur plusieurs algorithmes, notamment pour le lancer de rayons, le découpage de textures et le lancer de rayons progressif :
- Le lancer de rayons projette des rayons lumineux virtuels provenant de l’œil du spectateur (c’est-à-dire du point focal de la caméra) à travers le volume et permet d'échantillonner des données de voxels pour obtenir des valeurs de couleur et d’opacité.
- Le découpage de textures consiste à diviser le volume en plusieurs textures 2D, qui sont ensuite combinées pour créer l’image finale.
- Le lancer de rayons progressif est une extension du lancer de rayons. Il applique des pas incrémentiels au volume pour affiner les données d’échantillonnage et ainsi améliorer la qualité du rendu.
La principale différence entre le rendu volumique et le rendu de surface traditionnel réside dans l’approche de la visualisation des données 3D. Le rendu de surface se concentre sur les surfaces externes. Il repose sur des techniques telles que la rastérisation et le lancer de rayons pour projeter ces surfaces sur un écran 2D. Le rendu volumique, en revanche, s’appuie sur des données volumétriques représentées sous la forme d’une grille 3D de voxels. La possibilité de visualiser les structures internes en fait une technique incontournable pour le rendu des matériaux semi-transparents et des effets volumétriques.