Le rendu physiquement réaliste (PBR) est une méthodologie de rendu qui approxime le comportement de la lumière dans le monde réel. Au lieu de recourir à des astuces artistiques pour simuler les reflets et les ombres, le PBR utilise des propriétés physiques mesurables — rugosité, caractère métallique, indice de réfraction — pour calculer comment les surfaces interagissent avec la lumière. Le résultat est des matériaux qui paraissent corrects sous n'importe quelle condition d'éclairage, du soleil de midi intense à la douce lumière ambiante d'un intérieur.
Les deux workflows PBR
Il existe deux workflows PBR courants : métal/rugosité et spéculaire/brillance. Le modèle métal/rugosité est dominant aujourd'hui, utilisé par Unreal Engine, Unity, Blender, Substance Painter et la plupart des moteurs de jeu modernes. Le workflow spéculaire/brillance est plus ancien et se retrouve encore dans certains pipelines d'arch-viz. Ce guide se concentre sur le modèle métal/rugosité.
Types de cartes et ce qu'elles contrôlent
Albédo (couleur de base / diffus)
La carte albédo définit la couleur de base d'une surface sans aucune information d'éclairage, d'ombre ou de reflet. Pour les non-métaux, c'est la couleur diffuse. Pour les métaux, elle définit la couleur de réflexion (car les métaux n'ont pas de composante diffuse). Une règle critique : les cartes albédo ne doivent jamais contenir d'éclairage intégré ni d'occlusion ambiante. Maintenez les valeurs entre 30–240 sRGB pour les non-métaux ; le noir pur et le blanc pur sont physiquement implausibles pour de vrais matériaux.
Carte normale
Les cartes normales encodent les variations d'angle de surface dans les canaux RGB. Chaque pixel représente un vecteur directionnel : rouge pour l'inclinaison de l'axe X, vert pour l'inclinaison de l'axe Y, et bleu pour l'axe Z (pointant directement hors de la surface). Cela permet à une géométrie plate d'afficher des détails de surface fins — pores dans la peau, rainures dans le bois, joints de mortier dans la brique — sans ajouter de polygones. Les cartes normales peuvent être générées à partir de cartes de hauteur ou de modèles haute définition à l'aide d'outils de baking dans Blender, Substance ou xNormal.
Rugosité
La rugosité contrôle la dispersion ou la concentration des reflets spéculaires. Une valeur de 0,0 est un miroir parfait (chrome poli) ; 1,0 est complètement diffus (béton brut). La plupart des matériaux réels se situent entre 0,2 et 0,8. Les cartes de rugosité sont en niveaux de gris — blanc pour rugueux, noir pour lisse. La variation au sein d'un seul matériau est essentielle : une table en bois peut avoir des zones vernies lisses et des bords non finis rugueux.
Métal
La carte métal est binaire en pratique : un pixel est soit métal (1,0) soit non-métal (0,0). Les valeurs entre 0 et 1 représentent des zones de transition comme de la peinture qui s'écaille d'une surface métallique, où le bord peut être à 0,5 sur quelques pixels. Les métaux purs n'ont pas de réflexion diffuse et teintent leur spéculaire avec leur couleur albédo. Les non-métaux ont une spéculaire blanche et une diffuse colorée. Se tromper ici — définir une surface plastique à métal 0,5, par exemple — crée des résultats physiquement implausibles.
Occlusion ambiante (AO)
Les cartes AO assombrissent les crevasses, les coins et les zones où la lumière ambiante serait occultée par la géométrie voisine. C'est une carte en niveaux de gris : blanc signifie pleinement exposé, noir signifie pleinement occlus. L'AO ajoute de la profondeur et des ombres de contact qui donnent aux matériaux un aspect ancré. Dans les moteurs de jeu, les cartes AO sont souvent multipliées avec le passage d'éclairage diffus final.
Hauteur / Déplacement
Les cartes de hauteur (niveaux de gris, blanc = haut, noir = bas) peuvent piloter le parallax occlusion mapping pour une fausse profondeur ou un déplacement réel du maillage dans les moteurs de rendu qui le supportent (Cycles dans Blender, V-Ray, Arnold). Le déplacement est coûteux en calcul mais produit des silhouettes véritablement modifiées, ce que les cartes normales ne peuvent pas réaliser.
Conseils pratiques de configuration
- Échelle UV cohérente — Toutes les cartes d'un matériau doivent partager la même disposition UV. Un décalage entre les UV albédo et normales crée un éclairage manifestement incorrect.
- Linéaire vs. sRGB — Les cartes albédo doivent être importées en sRGB. Les cartes normales, de rugosité, métal, AO et de hauteur doivent être linéaires (données non-couleur). Une affectation incorrecte de l'espace colorimétrique est l'une des erreurs PBR les plus courantes.
- Rugosité à partir de mesures réelles — Si vous n'êtes pas sûr de la valeur de rugosité à utiliser, des tableaux de référence existent. Marbre poli : ~0,1. Bois usé : ~0,5. Béton brut : ~0,9. Ce sont de bons points de départ.
Notes spécifiques aux logiciels
Dans Blender, le shader Principled BSDF accepte toutes ces cartes directement. Dans Unreal Engine, vous combinez AO, rugosité et métal en une seule texture ORM packée (canaux R, G, B respectivement). Dans Unity, le shader Standard attend le métal dans le canal alpha de la carte métal. Substance Painter est l'outil standard de l'industrie pour créer des ensembles de matériaux PBR complets, avec un aperçu en direct de tous les canaux de carte simultanément.
Générez des textures de base pour vos matériaux PBR avec notre Générateur de béton ou Générateur de métal, puis dérivez des cartes normales et de rugosité à l'aide de l'outil Carte normale.