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Rendu de la skybox

Ce document décrit l'implémentation et les optimisations du rendu de la skybox equirectangulaire.

Projection equirectangulaire

La skybox utilise une texture equirectangulaire (panoramique 360°) plutôt qu'un cubemap. La conversion direction→UV est :

vec2 dir_to_eq_uv(vec3 dir) {
    float phi = atan(dir.z, dir.x);         // Azimuth [-π, π]
    float theta = asin(clamp(dir.y, -1.0, 1.0)); // Élévation [-π/2, π/2]
    return vec2(
        phi / (2.0 * PI) + 0.5,             // U : [0, 1]
        theta / PI + 0.5                     // V : [0, 1]
    );
}

Optimisation Early-Z

La skybox est rendée après la passe géométrique principale avec le test de profondeur GL_LEQUAL :

// Passe géométrique : les sphères PBR remplissent le depth buffer
render_scene(app);

// Skybox : rendue après, passe uniquement là où il n'y a pas de géométrie
glDepthFunc(GL_LEQUAL);  // ← Passe si depth == 1.0 (arrière-plan)
render_skybox(app);
glDepthFunc(GL_LESS);    // Restaurer pour la prochaine frame

Avantage : Seuls les pixels de l'arrière-plan exécutent le shader skybox, économisant ~60-80 % des fragments sur les scènes typiques.

Suppression de la translation dans la matrice de vue

Pour créer l'illusion que la skybox est à l'infini, la composante de translation est retirée de la matrice de vue :

// Retirer la translation (4e colonne de la matrice 4×4)
mat4 view_no_translation = app->camera.view;
view_no_translation.col[3] = (vec4){{0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f}};

glUniformMatrix4fv(u_view, 1, GL_FALSE, (float*)&view_no_translation);

Sans cette suppression, la skybox se déplacerait avec la caméra, brisant l'illusion de profondeur infinie.

Vertex shader minimal

Le vertex shader de la skybox utilise un triangle plein écran (une seule primitive, zéro VBO) :

// Triangle plein écran — génèré procéduralement depuis gl_VertexID
vec2 uv = vec2((gl_VertexID << 1) & 2, gl_VertexID & 2);
gl_Position = vec4(uv * 2.0 - 1.0, 1.0, 1.0); // depth = 1.0 (arrière-plan)

gl_Position.z = 1.0 garantit que le skybox se situe au fond du frustum, passant le test GL_LEQUAL uniquement là où aucune géométrie n'est présente.

Niveaux de mipmap

La skybox utilise le niveau de mip 0 pour la plus haute résolution. Pour les reflections dans le IBL, des niveaux de mip inférieurs sont utilisés (voir progressive_ibl.md).

Voir aussi