Què és loclusió ambiental?

VXAO transforma els objectes espacials del món en voxels transforma els i els utilitza per calcular ombres. L'oclusió ambiental és una opció gràfica disponible al menú de configuració de molts videojocs. Tot i que alguns jocs explicaran que l'oclusió ambiental millora les ombres, gairebé cap joc explica realment què fa en detall.

Què és l'oclusió ambiental?

L'oclusió ambiental és una tècnica d'ombra que simula com els objectes oclueixen la il·luminació ambiental. Està dissenyat com una eina per fer que les ombres semblin tan realistes com sigui possible, amb vores interiors i superfícies sota els objectes amb ombres més fosques.

Consell: Oclusió és una altra paraula per a obstruir o bloquejar, de manera que l'oclusió ambiental simula com els objectes bloquegen la llum en un intent de projectar ombres realistes.

En la seva forma més simplista, l'oclusió ambiental només calcula les ombres que es projectarien des d'una font de llum difusa al cel. Les implementacions més avançades també tenen en compte altres fonts de llum com ara llums, torxes i flaixos de morrió.

El primer joc que va incloure l'oclusió ambiental va ser el joc de 2007 Crysis.

Quins tipus d'oclusió ambiental hi ha?

SSAO, o Screen-Space Ambient Occlusion, és una implementació especialment lleugera de l'oclusió ambiental. "Espai de pantalla" és un terme que significa que SSAO només té en compte els objectes que s'estan renderitzant activament. Això vol dir que els objectes que no són visibles actualment no tindran cap càlcul realitzat.

Per exemple, si hi ha una torre projectant una ombra a través d'un carrer i gireu la càmera de manera que aquesta torre ja no es mostri a la pantalla, l'ombra que projecta desapareixerà. De la mateixa manera, un objecte a la distància bloquejat de la vista per un objecte més proper, no projectarà una ombra, encara que n'hagi de ser visible, com ara un arbre bloquejat per un camió. En alguns casos, això pot significar que una ombra que hauria d'aparèixer sota un objecte com un tanc, no apareix, perquè la part posterior, superior i inferior del dipòsit no es renderitza i, per tant, no bloqueja la llum.

SSAO també té problemes per projectar ombres on no n'hi hauria d'haver, especialment quan es relacionen amb dos objectes a diferents distàncies entre si.

HBAO, o Horizon Based Ambient Occlusion és una implementació d'oclusió ambiental més avançada de Nvidia. AMD té una implementació similar que anomenen HDAO o High Definition Ambient Occlusion. Amb HBAO, les ombres s'apliquen amb més precisió a les superfícies, evitant projectar tantes ombres falses. Malauradament, l'impacte en el rendiment és important, de manera que l'efecte només es representa a mitja escala, el que significa que l'efecte d'ombra té una resolució més baixa.

HBAO+ és una versió millorada d'HBAO que aborda una sèrie de problemes de rendiment i permet que les ombres es representin a escala completa, sense massa impacte en el rendiment. Aquesta resolució augmentada permet ombres més suaus i suaus. Els millors efectes de desenfocament de les ombres són especialment importants per a escenes exteriors on objectes com les línies elèctriques haurien de projectar ombres suaus en lloc de dures. HBAO+ també aborda els problemes que pot tenir HBAO amb el parpelleig dels objectes en moviment o el moviment de la càmera.

VXAO, o Voxel Accelerated Ambient Occlusion, és una tecnologia més nova de Nvidia. En lloc d'utilitzar un algorisme d'espai de pantalla, utilitza un algorisme d'oclusió ambiental de l'espai mundial. Això vol dir que els objectes que es troben fora de la pantalla encara poden projectar ombres, la qual cosa permet que les ombres es facin des de darrere de la càmera i per sota dels objectes que ofereixen un aspecte molt més realista. VXAO transforma els objectes espacials del món en voxels i els utilitza per calcular ombres.

Consell: els voxels són models de resolució més baixa que el recompte de polígons d'objectes original. La representació de les textures als voxels semblaria malament, ja que la forma dels objectes tindria una resolució molt més baixa. Tanmateix, per generar ombres, aquest detall reduït de l'objecte proporciona un augment significatiu del rendiment alhora que incorre en una disminució insignificant de la qualitat.

A diferència de les implementacions d'oclusió ambiental anteriors, el fet que VXAO sigui l'espai mundial significa que és conscient de la distància entre els objectes, la qual cosa permet calcular les ombres amb més precisió per als objectes més allunyats de l'ombra. També evita un efecte halo que de vegades es pot veure al voltant dels personatges que caminen davant de superfícies com ara les parets. VXAO requereix més processador que les iteracions anteriors d'oclusió ambiental, però ofereix la millor qualitat d'ombra.