L’univers graphique 2D et 3D

Brièvement, l’univers graphique 2D et 3D, et l'usage d'une carte graphique.

Voilà un univers bien vaste à démontrer et à assimiler, mais on va y aller par étape.
Essayons de comprendre les fonctionnements de bases d’un environnement graphique.

Commençons par bien distinguer la 2D.
C’est un espace bidimensionnel, d’où le nom simplifié de 2Dimension (2D).
Dans le monde réel, cela se représente par exemple, sous la forme d’une simple feuille de dessin constitué de papier sur lequel vous allez pouvoir écrire et dessiner.
Dans le monde de l’informatique cela se distingue sous forme d'une page blanche, qui est constitué de pixels, sur laquelle vous allez de la même façon écrire ou dessiner.
Les propriétés d’un espace 2D se distinguent, selon deux paramètres, appelés Hauteur et Largeur.

Pour mieux comprendre le fonctionnement prenons cet exemple :
Votre écran plat d’ordinateur est en 2 Dimensions, hauteur et largeur, il est constitué de plusieurs milliers, voir plusieurs millions de pixels, selon sa résolution native.
Prenons un écran 22 pouces, avec une résolution de 1680x1050, pour savoir quelle quantité de pixels cet écran est fourni, il vous suffit de multiplier “1680 pixels en largeur et 1050 pixels en hauteur“ et cela vous donne le nombre de pixels total, soit 1 764 000 pixels.
Tout ce qui s’affiche sur votre écran, comme une image, une photo ou un fond d’écran, c’est ni plus ni moins qu’une quantité de pixels, auxquels on attribue des couleurs (1 pixel = 1 couleur).
Par exemple pour le dessin ou la retouche photo, le GPU va créer ou recréer une image à l’aide de plusieurs couleurs ou couches de couleurs.
Pour votre carte graphique, traiter des millions de pixels actifs, se fait en quelques secondes pour de la retouche photo et instantanément pour l’affichage des images, donc pour votre GPU, c’est du gâteau !!

Passons à un autre exemple 2D : Le montage vidéo.
C’est un peu différent, le GPU cette fois va devoir traiter plusieurs images et non pas plusieurs couleurs.
Si par exemple vous filmez une scène de 30 sec, sachant que 1 seconde de vidéo correspond à 30 images en moyenne, et bien je prends mes 30 images que je multiplie par 30 secondes cela me fait un total de 900 images à calculer.
C’est quand même un peu plus lourd à calculer, que du dessin ou de la photo, ici on ne calcule plus une seuel image, mais 900 images !
Alors, est- t’il important d’avoir une carte graphique super puissante?
Oui et non.
L’intérêt d’une bonne carte graphique nous fait juste gagner du temps en calcul, pour éviter de passer 2 heures sur une scène de montage. Il n’y a vraiment rien de complexe là dedans, pas de quoi en tout cas mettre 600€ dans une carte graphique, même si votre carte n’est pas un foudre de guerre, cela ne l’empêchera pas d’exécuter les calculs demandés.
Tout ce qu’il faut à votre carte, c’est une quantité de mémoire vive dédiée, assez conséquente.

Dans notre dernier exemple nous allons expliquer les fonctionnements tridimensionnels
(3 D) à ne pas confondre avec le relief.
Depuis plus de 20 ans, nous voyons les jeux vidéo accroître en termes de qualité graphique et les carte graphiques et consoles en termes de puissance.
Ce processus a commencé, il y a fort longtemps, pour certains et certaines d’entre nous, on se rappelle nos premiers pas dans l’univers du jeu vidéo, avec les petites barres blanches et les cubes blancs sur fond d’écran noir simulant une partie de tennis, et bien figurez vous que l’on jouait avec des pixels basiques noirs et blancs et oui !!
Bien des années plus tard, débarquent les jeux vidéo 2D avec les bornes d’arcades, suivies des consoles 16 bits avec Mario et bien d’autre, on se rappelle aussi, les débuts des jeux vidéo 3D avec la Playstation ensuite la PS2, XBOX et PS3…, enfin bref les jeux évoluent.
Mais cette évolution est due à quoi et pourquoi les cartes graphiques ont elles besoin d’évoluer ?
Aujourd’hui 90% des jeux conçus sur ordinateurs ou consoles, sont gérés par la 3D.
La 3D s’apparente aux yeux des utilisateurs à des images au travers de l’écran, mais ce n’est pas du tout le cas.

Les propriétés de base d’une application 3D, comme le développement d’un jeu vidéo, se distinguent selon 3 paramètres dimensionnels que l’on appelle : Hauteur, Largeur et Profondeur (H x L x P).
Le principe de création d’un jeu, cette fois, se fait non pas sur une simple page blanche en 2D, mais dans un espace tridimensionnel virtuel, dans lequel on va modéliser un univers, un paysage, un personnage, ou simplement un objet.

Pour la création, cette fois on ne va pas se servir de pixels et de couleurs comme pour le dessin ou de simples images pour les montages photo ou vidéo, mais de polygones.
En modélisation 3D, le polygone s’apparente visuellement à une image, mais c’est un peu plus complexe.
Le polygone est en général une face (face) à 3 ou 4 cotés appelées arêtes (edges), qui les uns combinés avec les autres, vont créer une forme ou un objet en 3 dimensions.
Par exemple pour créer un cube dans notre espace virtuel, il nous faudra 6 polygones à 4 cotés chacun.
Imaginez-vous avec un patron en carton et construire un simple cube.
Et bien dans votre espace virtuel, votre patron se représente sous forme de polygones, assemblés le uns aux autres, ils donneront l’apparence d’un cube.
Vous pouvez aussi lui donner la propriété d’une boite et si vous lui rajoutez d’autres polygones, vous pourrez lui donner la forme d’une tasse ou aller même jusqu'à des formes complexes, comme un sculpteur pourrait le faire avec de l’argile.
Le polygone est une sorte de matière virtuelle.

Maintenant sur chacun de nos polygones, on va attribuer une propriété supplémentaire, c'est-à-dire que l’on va lui appliquer soit une couleur, une image, ou encore une texture.
Imaginons quelques instants, que notre objet soit constitué de 10 000 polygones et qu’à chaque polygone, on attribue une couleur ou une image, et bien on n’a plus 1 ou 900 images à calculer comme avec notre montage ou notre dessin, mais plutôt 10 000 polygones auxquels on applique 10 000 images et qu’à ces 10 000 images on leur donne une animation de 30 secondes, on ne va pas rentrer dans les détails, mais cela devient carrément monstrueux comme calcul.
Et nous avons fait qu’un seul objet !!
A savoir qu’un jeu vidéo est constitué d’environnements, de personnages, d’animations, d’explosions d’éclairages etc.
Tout entièrement fait à partir de polygones ou presque, et c’est votre carte graphique qui va calculer toutes ces données.
On est quand même très loin du montage vidéo ou des créations de montage photo ! Non ?

Voilà pourquoi il faut une bonne, voir une très bonne carte graphique pour jouer aux jeux vidéo du moment.

Pour conclure ce chapitre, je veux revenir sur les propriétés de vos écrans.
Je vous ai expliqué un peu plus haut, de quelle façon votre écran interprète les informations en 2D, mais en 3D comment fait il ?
Et bien il ne le fait pas.
En ce qui concerne votre écran TV ou d’ordinateur, il faut savoir qu’il ne traite pas l’information de profondeur, donc les informations 3D calculées par votre carte graphique, sont retransmises visuellement en 2Dimensions (H x L) sur votre écran.
C’est pour cela qu’au final, vous percevez votre jeu vidéo en 2D.
Pour ceux et celles qui veulent profiter d’un écran 3D et bien il en existe, mais il faut s’armer d’un bon budget pour pouvoir profiter de cette technologie naissante.

Rédigé par Abyssus.