Au moment de recevoir son Doctorat, Sutherland fut appelé sous les drapeaux de l'armée américaine, qui était alors l'un des plus grands innovateurs en informatique. Plus à l'aise dans le domaine de l'infographie, Sutherland resta à l'Université de l'Utah où il aida à transformer le système informatique en institut de recherches qui, aujourd'hui, a encore une grande influence sur l'industrie graphique.
Les toutes premières images en 3D étaient extrêmement rudimentaires comparées aux standards et consistaient en une représentation de différentes figures géométriques. C‘était acceptable, bien que l’on pût voir ce qu’il y avait devant et derrière l’image. Ceci amena les collègues de Sutherland, Evans, Wylie, Romney, et Erdahl à développer l’algorithme Scan line HSR (Hidden Surface Removal) pour créer des rendus d’objets solides. Beaucoup d’algorithmes de HSR furent présentés au cours des années incluant le “back-face detection”, le “depth sorting”, le “ray casting”, le “Z-Buffer” et l’ “area subdivision”. Plus tard, Sutherland et ses compères publièrent un article intitulé “Caractérisation de 10 algorithmes en Hidden Surface”, ce qui couvraient les algorithmes déjà connus à l’époque. D’ailleurs, ceci serait la dernière contribution directe de Sutherland à la recherche en infographie. Aujourd’hui, on utilise encore ces divers algorithmes scan line.
Shading: Gouraud et Phong
Sur le chemin du réalisme, la prochaine étape pour les développeurs était d’augmenter l’apparente complexité d’une scène sans en augmenter le nombre de faces, par conséquent de conserver la précieuse mémoire système. Dans les systèmes de rendu précédents, la seule manière d’augmenter l’apparente complexité d’un modèle était d’ajouter davantage de polygones. On perdrait cet effet lissé si la caméra se rapprochait du modèle, compte tenu du fait que dans les premiers moteurs de rendu, seul le modèle d’ombrage était le ‘’flat shading’’, appelé aussi ‘’faceté’’. Ce modèle d’ombrage trouva le vecteur normal en relation avec une face et utilisa cette information pour ombrer tous les pixels.
Tout ceci changea quand Henry Gouraud développa son célèbre et largement utilisé, et convenablement nommé, le modèle de shading Gouraud. Celui-ci fonctionne en trouvant la normale du vecteur de chaque sommet d’une face, calculant la couleur du pixel au sommet, puis en interpolant de façon linéaire cette couleur sur toute la face. Le résultat donne une surface assez lissée et qui ne nécessite qu’un tout petit peu plus de capacité de traitement qu’avec le ‘’flat shading model’’. Les seuls aspects inesthétiques du Gouraud sont les arêtes qui apparaissent toujours facetées, mais aussi le fait que l’affichage de la surface montre une étoile lumineuse due à la nature linéaire de l’interpolation.
Un chercheur du nom de Phong Bui-Tuong étendit ses recherches sur le modèle de shading d’Henry Gouraud en franchissant l ’étape suivante. Au lieu de trouver les vecteurs de normale simplement aux sommets, le shader de Phong calcule une normale à chaque pixel. En interpolant sur toute la surface basée sur des normales, on obtient une surface extrêmement lisse avec des rehauts précis. Le principal inconvénient est que le Phong est connu pour sa lenteur. Si on compare le modèle de Phong avec celui de Gouraud sur deux modèles identiques, on verra qu’il faudra jusqu’à huit fois plus de temps au modèle de Phong pour rendre que celui de Gouraud.
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