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L’anticrénelage dans les jeux vidéo [Dossier #2 ]

Zoom sur sur le principe et les solutions d’anti-aliasing dans les jeux vidéo.

A voir également – L’occlusion ambiante dans les jeux vidéo [# Dossier 1 ]

Le crénelage :

En infographie et en télévision, le crénelage ou effet d’escalier, est un effet visuel caractérisé par la visibilité de motifs en forme d’escalier sur les contours obliques des objets, dû à la taille excessive d’éléments d’image de teinte uniforme.
– Wikipédia

Pour rappel, nos écrans sont composés de pixels. Oui, je sais, cela peut vous surprendre !
Un écran compte un certain nombre de pixels sur sa largeur et sa hauteur, c’est ce que l’on appelle la résolution d’affichage. Par exemple, la norme Full HD exige une résolution de 1920 pixels par 1080, ou bien 3840 x 2160 pixels pour la norme UHD.

Un pixel, finalement qu’est-ce que c’est ? Concrètement, c’est une zone d’affichage programmable de forme carrée, située sur un écran. Un pixel est programmable dans le sens où l’on peut notamment lui donner une couleur propre. À l’époque de la Nintendo Entertainment System (NES) sortie en 1983, la console affichait une résolution de 256 x 240 et chaque pixel pouvait se décliner en 53 couleurs différentes suivant la programmation.

Le pixel n’a pas beaucoup évolué depuis 1983, certes, la palette de couleurs est immensément plus grande aujourd’hui, mais dans tous les cas, il demeure carré.

Nous touchons le cœur du problème : comment dessiner des formes obliques ou arrondies en associant des pixels carrés ?

aliasing

Mis à part le fait que ce rond ne soit pas rond, on peut constater un effet d’escalier immuable.

Une catastrophe, me direz-vous ? Oui et non. En fait, tout est une question de résolution d’affichage. Si vous prenez du recul et regardez cette même figure à plusieurs mètres de distance, elle vous paraîtra déjà un peu plus ronde. La raison qui l’explique est la même que lorsque vous contemplez une fresque mosaïque, celle-ci devient bien plus réaliste vue de loin que de près car nos yeux perçoivent bien moins les détails de loin que de près.

Sur une surface égale, nous sommes obligés de diminuer la taille d’un pixel afin d’en afficher plus. Une résolution telle que l’UHD est capable d’afficher un nombre de pixels très important, tout en conservant des diagonales d’écran équivalentes à ce qui pourrait être proposé pour du Full HD. Plus il y a de pixels par pouce (ppp), plus l’image sera détaillée. On appelle cela la finesse de l’affichage.

Affinons alors la figure ci-dessus en y ajoutant plus de pixels, mais en conservant les proportions de la zone d’affichage :

aliasing2

Voilà des courbes un peu mieux dessinées, mais nous constatons toujours cet effet d’escalier. On peut penser qu’avec davantage de pixels, nous pourrions afficher des courbes très fines, et c’est vrai ! Grâce au Full HD, nos jeux vidéo se sont grandement affinés, apportant toujours plus de réalisme aux productions. Avec l’arrivée des dalles 4K et de la norme UHD, le crénelage semble être de l’histoire ancienne.

Rien ne peut annuler l’effet du crénelage tant que le pixel est carré. On peut cependant tenter de le rendre imperceptible à l’œil en améliorant la finesse de l’affichage.

Si comme moi, vous ne possédez pas d’écran en très haute définition, vous êtes obligés de passer par des algorithmes de traitement que l’on nomme anticrénelage ou antialiasing (AA).

Page 2 – L’anticrénelage et ses techniques

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