Les textures en 3D - 1.2 Réflexion diffuse

La réflexion diffuse (diffuse reflection) est aussi la réflexion de la lumière à la surface de l'objet. Mais contrairement à la réflexion spéculaire, la lumière rebondit sur les bosses, même microscopiques, à la surface de l'objet (réflexion de surface) ou pénètre un tout petit peu sous la surface de l'objet (réflexion de volume) et rebondit dans toutes les directions quel que soit son angle incident. La lumière est alors diffusée un peu partout et ne provoque plus les tâches de surbrillance de la réflexion spéculaire.
Contrairement à la réflexion spéculaire, la réflexion diffuse est visible sur toute la surface (visible) de l'objet. C'est même cette réflexion qui est prépondérante dans l'observation de notre environnement.

Origine de la couleur

Lorsque la lumière traverse le matériau avant de rebondir, ce même matériau peut lui voler des couleurs (certaines longueurs d'onde sont absorbées). La lumière qui ressort a alors une couleur qui est celle de la lumière incidente moins les couleurs absorbées.

Ainsi, la lumière du soleil (lumière blanche) qui arrive à la surface d'une cerise mûre sera réfléchie de manière diffuse mais la surface de la cerise va absorber toutes les lumières sauf la lumière rouge. La lumière réfléchie donne alors la couleur visible de la cerise : rouge. Que se passe-t'il si on éclaire une cerise avec une lumière de couleur verte ? La couleur verte est absorbée par la cerise et la cerise apparaîtra de couleur... noire. En fait, la cerise ne sera visible que par sa réflexion spéculaire et sa silhouette par rapport à son environnement.

Si un objet a plusieurs couleurs, c'est simplement que les pigments à la surface sont différents selon leur emplacement et absorbent des couleurs différentes.

Translucidité

Qu'arrive-t-il si un objet est suffisamment mince pour que la lumière qui se diffuse dans le volume de l'objet finit par traverser l'objet ? Alors l'objet est dit translucide (translucent). On peut alors distinguer d'autres objets à travers le premier sauf qu'on ne peut que distinguer des formes vagues et imprécises car la lumière est diffuse.

La translucidité ne doit pas être confondue avec la transparence : pour cette dernière, la lumière peut aisément traverser l'objet. Pour la translucidité, la lumière a un parcours fait de multiples rebonds jusqu'à parvenir à ressortir de l'autre coté de l'objet. Le verre est transparent, la porcelaine est translucide. Une feuille en plastique transparent est transparente mais une feuille de papier calque est translucide.

Rebonds de la lumière

La lumière qui a rebondit sur un objet ne s'arrête pas. Elle continue son chemin en rebondissant, telle une balle folle, sur tous les autres objets sur son chemin. C'est pourquoi il est possible de voir sous une table même si le dessous de la table n'est pas directement éclairé par une source de lumière.

Puisque la lumière qui rebondit sur un objet prend la couleur de cet objet, cette lumière vient également éclairer d'autres objets mais avec de la couleur ! C'est pourquoi un objet rouge près d'un mur blanc va légèrement colorer le mur blanc d'une tâche rouge pâle : cette tâche est produite par la lumière rouge réfléchie depuis l'objet.

Nous reparlerons de ces rebonds lorsque nous aborderons les techniques de lumière indirecte (IDL - InDirect Lighting).