Co je ambientní okluze?

VXAO transformuje objekty světového prostoru na voxeltransformuje a používá je k výpočtu stínů. Okolní okluze je možnost grafiky dostupná v nabídce nastavení pro mnoho videoher. Zatímco některé hry vysvětlují, že okolní okluze zesiluje stíny, téměř žádná hra ve skutečnosti podrobně nevysvětluje, co dělá.

Co je to ambientní okluze?

Okolní okluze je technika stínování, která simuluje, jak objekty zakrývají okolní osvětlení. Je navržen jako nástroj, aby stíny vypadaly co nejrealističtěji, přičemž vnitřní okraje a povrchy pod objekty mají tmavší stíny.

Tip: Okluze je jiné slovo pro překážku nebo blokování, takže okolní okluze simuluje, jak je světlo blokováno objekty ve snaze vrhat realistické stíny.

Ve své nejjednodušší podobě ambientní okluze vypočítává pouze stíny, které by byly vrženy z rozptýleného zdroje světla na obloze. Pokročilejší implementace také berou v úvahu další světelné zdroje, jako jsou lampy, svítilny a úsťové blesky.

První hrou, která obsahovala ambientní okluzi, byla hra Crysis z roku 2007.

Jaké typy ambientní okluze existují?

SSAO neboli Screen-Space Ambient Occlusion je obzvláště lehká implementace ambientní okluze. „Prostor na obrazovce“ je termín, který znamená, že SSAO bere v úvahu pouze objekty, které jsou aktivně vykreslovány. To znamená, že u objektů, které nejsou aktuálně viditelné, nebudou provedeny žádné výpočty.

Pokud je například věž vrhající stín přes ulici a otočíte kameru tak, aby se věž již nezobrazovala na obrazovce, stín, který vrhá, zmizí. Podobně objekt ve vzdálenosti, který je blokován ve výhledu bližším objektem, nebude vrhat stín, i když by měl být viditelný, jako je strom, který blokuje nákladní automobil. V některých případech to může znamenat, že se stín, který by se měl objevit pod objektem, jako je tank, neobjeví, protože zadní, horní a spodní strana tanku nejsou vykresleny a neblokují tak světlo.

SSAO má také problémy s vrháním stínů tam, kde by žádné být neměly, zvláště když souvisí se dvěma objekty v různých vzdálenostech od sebe.

HBAO neboli Horizon Based Ambient Occlusion je pokročilejší implementace ambientní okluze od Nvidie. AMD má podobnou implementaci, kterou nazývají HDAO nebo High Definition Ambient Occlusion. S HBAO jsou stíny na povrchy aplikovány přesněji, aniž by vrhaly tolik falešných stínů. Dopad na výkon je bohužel značný, takže efekt je vykreslen pouze v polovičním měřítku, což znamená, že efekt stínu má nižší rozlišení.

HBAO+ je vylepšená verze HBAO, která řeší řadu problémů s výkonem a umožňuje vykreslování stínů v plném rozsahu bez přílišného dopadu na výkon. Toto zvýšené rozlišení umožňuje měkčí a hladší stíny. Lepší efekty rozostření stínů jsou důležité zejména pro venkovní scény, kde by předměty jako elektrické vedení měly vrhat spíše měkké než tvrdé stíny. HBAO+ také řeší problémy, které může mít HBAO s blikáním pohybujících se objektů nebo pohybu kamery.

VXAO neboli Voxel Accelerated Ambient Occlusion je novější technologie od Nvidie. Namísto použití algoritmu pro prostor obrazovky používá algoritmus okolní okluze světového prostoru. To znamená, že objekty, které jsou mimo obrazovku, mohou stále vrhat stíny, což umožňuje vrhání stínů zpoza fotoaparátu a pod objekty poskytující mnohem realističtější vzhled. VXAO transformuje objekty světového prostoru na voxely a používá je k výpočtu stínů.

Tip: Voxely jsou modely s nižším rozlišením než původní počet mnohoúhelníků. Vykreslování textur na voxelech by vypadalo špatně, protože tvar objektů by měl mnohem nižší rozlišení. Pro generování stínů však toto zmenšení detailů objektu poskytuje významné zvýšení výkonu a zároveň způsobuje zanedbatelné snížení kvality.

Na rozdíl od předchozích implementací ambientní okluze skutečnost, že VXAO je světový prostor, znamená, že si je vědom vzdálenosti mezi objekty, což umožňuje přesněji vypočítat stíny pro objekty dále od stínu. Zabraňuje také halo efektu, který lze někdy vidět kolem postav jdoucích před povrchy, jako jsou zdi. VXAO je náročnější na procesor než předchozí iterace okolní okluze, ale nabízí nejlepší kvalitu stínů.