3D
Programmation 3D et carte graphique (GPU)
Pour les curieux de 3D, d’effets spéciaux et de jeux vidéo 🎮 – niveau découverte à avancé (6 → 18 ans).
1. C’est quoi la 3D ?
Quand tu joues à un jeu vidéo en 3D, tu vois des personnages, des maisons, des arbres… qui ont l’air d’exister dans un monde en volume. En réalité, l’écran reste plat, mais l’ordinateur calcule :
- la position de chaque objet (où il est) ;
- sa forme (par exemple un cube, une sphère…) ;
- la lumière (ombres, reflets, brillance) ;
- la couleur de chaque petit point sur l’écran (chaque pixel).
Tous ces calculs sont très nombreux et doivent être faits très vite pour que le jeu reste fluide. C’est justement le rôle de la carte graphique.
2. C’est quoi un GPU ?
Le GPU (Graphics Processing Unit) est un processeur spécialisé dans les images et la 3D. On peut le voir comme un “muscle de calcul” pour les images :
- il travaille en parallèle sur des milliers de pixels ;
- il est très bon pour répéter le même calcul sur beaucoup de données ;
- il est utilisé pour les jeux vidéo, la 3D, mais aussi parfois pour l’IA.
Pour dire au GPU quoi faire, on écrit des programmes spéciaux qui s’appellent des shaders.
3. C’est quoi un shader ?
Un shader est un petit programme qui tourne sur la carte graphique. Il explique au GPU comment dessiner l’image.
Il existe plusieurs types de shaders, mais dans cette activité on s’intéresse surtout aux :
- vertex shaders : ils s’occupent des points qui composent les formes 3D (les “sommets” ou vertices). Ils peuvent déplacer ces points, les agrandir, les tourner, etc.
- (plus tard) fragment/pixel shaders : ils décident de la couleur de chaque pixel (lumière, ombre, texture…).
Le langage utilisé ici s’appelle GLSL (OpenGL Shading Language) : c’est un langage de programmation spécialisé pour écrire des shaders.
4. Activité 1 – Programmer la carte graphique en GLSL (vertex shaders)
Dans cette activité, tu vas découvrir comment envoyer un petit programme à la carte graphique pour lui dire comment transformer les points d’un objet 3D.
👉 Activité 1 : Programmation de la carte graphique en GLSL – vertex shaders
Pré-requis conseillés
- savoir déjà programmer un peu (Scratch, Python ou autre) ;
- ne pas avoir peur des maths simples (coordonnées x, y, z) ;
- être curieux et patient : la 3D, ça se découvre petit à petit.
Ce que tu vas apprendre
- à comprendre le chemin parcouru par une image 3D (de l’objet au pixel) ;
- à modifier la position des sommets dans un vertex shader ;
- à voir en direct l’impact de ton code sur l’image affichée.
4 bis. Aller plus loin – Vertex shaders & pixel shaders
Si tu veux aller plus loin et vraiment comprendre la différence et la complémentarité entre vertex shaders (qui placent les points) et pixel shaders (qui colorient chaque pixel), tu peux lire cette fiche très détaillée, mais accessible du primaire au lycée :
👉 Comprendre la différence entre vertex shaders et pixel shaders
L’article commence avec des explications très simples (même un élève de 10 ans peut suivre les grandes idées), puis va de plus en plus loin pour les collégiens, lycéens et passionnés de 3D.
Astuce : si tu as entre 6 et 10 ans, le but est surtout de comprendre les idées (objets 3D, points, transformations). Si tu es plus grand (collège / lycée), tu peux vraiment commencer à lire et modifier le code GLSL et explorer la différence entre vertex et pixel shaders.
5. QCM interactif – As-tu compris les bases de la programmation 3D ?
Coche une réponse par question, puis clique sur « Vérifier mes réponses ».
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