Lumière
Lorsque le concepteur souhaite suggérer l'ambiance d'une pièce, la lumière est l'un des principaux vecteurs de la visualisation. Elle participe pleinement à la perception de l'environnement et influe sur la façon dont pièces et objets sont interprétés. Simuler la lumière avec un rendu sur un modèle en 3D est un processus de longue haleine. Pour y parvenir, l'utilisateur peut recourir à des sources lumineuses normalisées ou à des données numériques reproduisant l'incidence de véritables appareils d'éclairage.
Eclairage direct
Avec un éclairage direct, le faisceau lumineux va de la source lumineuse à la surface visée. S'il ne rencontre aucun obstacle, son point d'impact sur cette surface est considéré comme éclairé. Possible depuis les débuts de l'infographie, le calcul de l'éclairage direct n'est pas très complexe. Il a néanmoins l'inconvénient majeur de ne pas représenter l'éclairage indirect. Une pièce éclairée par des appareils pour l'éclairage du plafond se trouvera ainsi entièrement plongée dans l'obscurité, sauf sur les zones du plafond directement éclairées.
Eclairage indirect
L'éclairage indirect résulte de la réflexion de la lumière sur une surface. Le degré de réflexion de cette surface et le degré de dispersion de la lumière, souvent idéalisé, influent sur la lumière indirecte réfléchie. Pour montrer une pièce sous un angle réaliste, il convient de calculer le plus grand nombre possible d'interréflexions afin d'obtenir une répartition naturelle de la lumière. Ce n'est qu'à partir des années 90 que les progrès de l'informatique ont permis d'effectuer des calculs complexes. Le calcul de l'éclairage indirect est également connu sous le terme d' "éclairage global".
Sources lumineuses
Répartition de la lumière
Les programmes de simulation comprennent toute une gamme de sources lumineuses pour un éclairage concentré, ponctuel, général ou encore une lumière solaire. Toutefois, pour représenter certains appareils, il convient d'utiliser une interface capable d'importer les données relatives à leur répartition de la lumière. Disponibles auprès de la plupart des fabricants d'appareils d'éclairage, ces données décrivent la répartition de l'intensité lumineuse de chaque appareil. Le format IES utilisé à cet effet est un format international courant. Par exemple, les appareils d'éclairage à répartition asymétrique de la lumière, comme les projecteurs à faisceau mural ou les appareils pour l'éclairage du plafond, ne peuvent faire l'objet de calculs pertinents. Des accessoires tels qu'une lentille à sculpture influent sur la répartition de la lumière et impliquent des données spécifiques.
Modèle en 3D
Si, en plus d'une simulation quantitative de l'éclairage, l'utilisateur souhaite représenter l'incidence des appareils d'éclairage dans une pièce, il doit utiliser des maquettes en 3D de ces appareils. Ainsi, certains fabricants proposent des appareils virtuels qui reprennent la géométrie en 3D des appareils réels, les propriétés des surfaces, les axes de rotation opérationnels et la répartition de l'intensité lumineuse. La cinématique inversée permet de disposer les projecteurs de manière rapide et réaliste, de sorte que les éléments mobiles des appareils sont automatiquement ajustés en fonction de l'orientation donnée à la répartition de la lumière par l'utilisateur.
Lumière du jour
Le rapport entre la lumière du jour, la lumière solaire à incidence directe et la lumière céleste diffuse confère leur réalisme aux simulations. Si la lumière du jour peut facilement être calculée pour des présentations et des études d'ombres, l'analyse quantitative est autrement plus complexe. Des informations précises sur l'éblouissement au niveau du poste de travail et la chaleur transmise par différentes verrières de protection contre le soleil ne peuvent être obtenues que par le biais de logiciels et d'outils d'analyse spécifiques.
