Ombres Portées – Ombres Propres – Loi de Lambert

«  »Un coffret, un plateau de table basse, une étagère de laque brillante à dessin de poudre d ‘or peuvent paraitre tapageur, criards, voire vulgaire ; mais faites l’expérience : plongez l’espace qui les entoure dans une noire obscurité, puis substituez à la lumière solaire ou électrique la lueur d’une unique lampe à huile ou d’une chandelle, et vous verrez aussitôt ces objets tapageurs prendre de la profondeur, de la sobriété et de la densité. »

Junichirô Tanizaki. Eloge de l’ombre. Lagrasse: Verdier 2011. pp 36.

Lorsqu’une source de lumière éclaire un objet, elle délimite sur celui-ci une zone éclairée d’une zone sombre par une ligne polygonale ou par une courbe appelée ligne séparatrice.

C’est la projection de cette ligne séparatrice sur un plan permet de déterminer les contours des ombres portées.

Alors que Léonard de Vinci écrit que « l’ombre peut être infiniment obscure ou montrer une infinité de nuances vers le clair [..] » la loi de Lambert précise que l’énergie que reçoit un objet varie en fonction de l’orientation de la surface de cet objet avec la direction de la source lumineuse et plus précisément qu’elle varie en fonction du cosinus de l’angle d’incidence entre la source lumineuse et la normale à cette surface.

Une sphère éclairée avec ce modèle sera plus lumineuse autour d’un point situé entre son centre et la source de lumière et sera complètement obscure sur la partie opposée.

De plus, c’est sur l’équateur défini par ces 2 pôles que se situe la ligne séparatrice.IMG_9162_DxO

[Jean Paul Jungmann 1995] Ombres et lumières, p35.

Ainsi un observateur perçoit-il l’énergie de la source lumineuse pondérée par l’orientation de la surface vis-à-vis de la source lumineuse :

EI = ES cos α

lambert

Ce modèle d’éclairage a été l’un des premiers à être utilisé par les logiciels d’images de synthèse 3D. Il permet de représenter un volume par des niveaux de gris ou des nuances de teintes plus ou moins saturées. Afin de dépasser les objets trop simples comme les sphères, cette théière est apparue dans le développement des logiciels 3D afin de tester des modèles d’éclairage plus sophistiqués mais qui exploitent tous, dans leurs effets, la loi de Lambert.

newel_flat
La théière de Martin Newell, créée en 1975, est devenue un objet canonique dans l’univers de l’informatique graphique. Cette représentation permet d’illustrer ici la seule Loi de Lambert, également connue sous le terme de Flat Shading.

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