Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références ».
La plupart du temps, le moteur 3D est indissociable du reste du moteur de jeu, comme le moteur physique ou le moteur de son par exemple. Néanmoins certains moteurs 3D fonctionnent tout seuls, ils fournissent alors un ensemble de fonctions permettant à leur utilisateur de l'intégrer aux autres moteurs.
La société Intel a commercialisé des processeurs équipés du jeu d’instructions MMX, destiné à améliorer les performances des ordinateurs personnels en matière de multiplication de matrices (le calcul matriciel a permis de masquer les équations originelles, mais ralentit le moteur 3D). Depuis le débug des années 2000, MMX et 3DNow! (l'équivalent de MMX chez AMD) ont été remplacés par SSE sur tous les processeurs modernes. OpenGL utilise également le calcul matriciel, ainsi que toutes les « cartes graphiques 3D ».[réf. nécessaire]
La rastérisation est le procédé le plus utilisé pour les jeux vidéo. Le peu de temps nécessaire pour calculer une image selon ce procédé permet d'obtenir en continu des images à un rythme suffisamment élevé pour faire du temps réel (jeux vidéo).
Le ray tracing permet d'obtenir une image d'une qualité supérieure à celle de la rastérisation (voir photoréalisme). Les calculs complexes effectuées dans ce procédé nécessitent beaucoup de temps et de puissance de calcul et ne permettaient pas, jusqu'à peu, d'obtenir une image dans un délai suffisamment court pour être utilisé dans un jeu vidéo, mais des progrès sont en cours. Le ray tracing est utilisé pour réaliser des images fixes et des films d'animation.
Avec le lancement de la technologie Larrabee, le développement du parallélisme, et plus généralement l'augmentation de la vitesse des processeurs graphiques, certaines personnes pensent que le ray tracing pourra dans le futur être utilisé pour faire du rendu temps réel[1].
Le procédé de lancer de rayon (anglais ray tracing) consiste à calculer le chemin parcouru par le rayon de lumière correspondant à chaque pixel de l'image. Le moteur 3D calcule le chemin en le parcourant en sens inverse en suivant les règles de la physique telle que la réflexion et la réfraction. Il effectue différents calculs d'optique géométrique.
Comme le calcul de couleur est répété une fois par pixel, cette technique peut tirer grandement parti du parallélisme.
La rastérisation ou rendu de polygones est un procédé où les objets sont représentés sous forme de triangles auquel la carte graphique fait subir différentes transformations géométriques afin de les projeter sur l'écran.
Une fois les coordonnées 2D des triangles connues, la carte transforme ceux-ci en un ensemble de pixels, puis calcule la couleur de chaque pixel individuellement.
Lorsque la rastérisation est effectuée par la carte graphique, l'utilisation de shaders permet de modifier les différentes étapes du rendu, dans le but d'ajouter des effets graphiques personnalisés.
Valeur ajoutée d'un moteur 3D
Si les APIs de bas niveau permettent de dessiner des objets à l'écran, celles-ci restent assez complexes. Pour un développeur de jeux, il est ainsi préférable d'utiliser un moteur 3D qui lui permettra d'obtenir beaucoup plus facilement le rendu qu'il désire.
Pour cela le moteur fournit notamment des fonctions permettant de charger des fichiers dans différents formats, d'animer les modèles en fournissant uniquement le nom de l'animation et ainsi de suite, son but étant de simplifier au maximum le travail du concepteur du jeu.
Optimisation
Cette section est vide, insuffisamment détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ! Comment faire ?
Bien que les processeurs graphiques soient de nos jours très puissants, les jeux vidéo tentent en permanence de repousser leurs limites. L'optimisation est d'autant plus nécessaire sur PC où de nombreux joueurs potentiels ne possèdent pas de carte graphique dernier cri.
L'optimisation dépend beaucoup du type de jeu. Par exemple :
l'utilisation d'octrees (en extérieur) ou d'arbres BSP (en intérieur)
pour les jeux affichant de très nombreuses unités (exemple : la série Total War), l'utilisation de modèles 3D simplifiés pour les objets éloignés de la caméra.
Utilisation d'effets
Cette section est vide, insuffisamment détaillée ou incomplète. Votre aide est la bienvenue ! Comment faire ?
Si les techniques de rendu offrent de nombreuses possibilités, c'est le rôle du moteur 3D d'exploiter ces possibilités afin de créer des effets graphiques.
