Τι είναι η απόφραξη περιβάλλοντος;

Το VXAO μετατρέπει τα παγκόσμια διαστημικά αντικείμενα σε voxels, τα μετατρέπει και τα χρησιμοποιεί για τον υπολογισμό των σκιών. Η απόφραξη περιβάλλοντος είναι μια επιλογή γραφικών που είναι διαθέσιμη στο μενού ρυθμίσεων για πολλά βιντεοπαιχνίδια. Ενώ ορισμένα παιχνίδια εξηγούν ότι η απόφραξη περιβάλλοντος ενισχύει τις σκιές, σχεδόν κανένα παιχνίδι δεν εξηγεί λεπτομερώς τι κάνει.

Τι είναι η απόφραξη περιβάλλοντος;

Η απόφραξη περιβάλλοντος είναι μια τεχνική σκίασης που προσομοιώνει τον τρόπο με τον οποίο τα αντικείμενα αποφράσσουν τον φωτισμό του περιβάλλοντος. Έχει σχεδιαστεί ως εργαλείο για να κάνει τις σκιές να φαίνονται όσο το δυνατόν πιο ρεαλιστικές, με τις εσωτερικές άκρες και τις επιφάνειες κάτω από αντικείμενα να έχουν πιο σκούρες σκιές.

Συμβουλή: Η απόφραξη είναι μια άλλη λέξη για την παρεμπόδιση ή το μπλοκάρισμα, επομένως η απόφραξη περιβάλλοντος προσομοιώνει τον τρόπο με τον οποίο το φως μπλοκάρεται από αντικείμενα σε μια προσπάθεια να δημιουργηθούν ρεαλιστικές σκιές.

Στην πιο απλοϊκή του μορφή, η απόφραξη περιβάλλοντος υπολογίζει μόνο τις σκιές που θα προέκυπταν από μια διάχυτη πηγή φωτός στον ουρανό. Πιο προηγμένες υλοποιήσεις λαμβάνουν επίσης υπόψη άλλες πηγές φωτός όπως λαμπτήρες, φακούς και φλας στο ρύγχος.

Το πρώτο παιχνίδι που περιελάμβανε την απόφραξη περιβάλλοντος ήταν το παιχνίδι Crysis του 2007.

Ποιοι τύποι περιβαλλοντικής απόφραξης υπάρχουν;

Το SSAO, ή Screen-Space Ambient Occlusion, είναι μια ιδιαίτερα ελαφριά εφαρμογή περιβαλλοντικής απόφραξης. Ο "χώρος οθόνης" είναι ένας όρος που σημαίνει ότι το SSAO λαμβάνει υπόψη μόνο αντικείμενα που αποδίδονται ενεργά. Αυτό σημαίνει ότι τα αντικείμενα που δεν είναι ορατά αυτήν τη στιγμή, δεν θα εκτελούνται υπολογισμοί.

Για παράδειγμα, εάν υπάρχει ένας πύργος που ρίχνει μια σκιά σε έναν δρόμο και γυρίσετε την κάμερα έτσι ώστε ο πύργος να μην εμφανίζεται πλέον στην οθόνη, η σκιά που ρίχνει θα εξαφανιστεί. Ομοίως, ένα αντικείμενο σε απόσταση που εμποδίζεται από την ορατότητα από ένα πιο κοντινό αντικείμενο, δεν θα ρίξει σκιά, ακόμη κι αν πρέπει να είναι ορατό, όπως ένα δέντρο που μπλοκάρεται από ένα φορτηγό. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό μπορεί να σημαίνει ότι μια σκιά που θα έπρεπε να εμφανίζεται κάτω από ένα αντικείμενο όπως μια δεξαμενή, δεν εμφανίζεται, επειδή το πίσω μέρος, η επάνω και η κάτω πλευρά της δεξαμενής δεν αποδίδονται και επομένως δεν εμποδίζουν το φως.

Το SSAO έχει επίσης προβλήματα με τη δημιουργία σκιών όπου δεν θα έπρεπε να υπάρχουν, ειδικά όταν σχετίζονται με δύο αντικείμενα σε διαφορετικές αποστάσεις το ένα από το άλλο.

Το HBAO ή το Horizon Based Ambient Occlusion είναι μια πιο προηγμένη εφαρμογή απόφραξης περιβάλλοντος από τη Nvidia. Η AMD έχει μια παρόμοια υλοποίηση που ονομάζει HDAO ή High Definition Ambient Occlusion. Με το HBAO, οι σκιές εφαρμόζονται με μεγαλύτερη ακρίβεια στις επιφάνειες, αποφεύγοντας τη δημιουργία τόσων ψευδών σκιών. Δυστυχώς, ο αντίκτυπος στην απόδοση είναι σημαντικός, επομένως το εφέ αποδίδεται μόνο στη μισή κλίμακα, πράγμα που σημαίνει ότι το εφέ σκιάς είναι χαμηλότερης ανάλυσης.

Το HBAO+ είναι μια βελτιωμένη έκδοση του HBAO που αντιμετωπίζει μια σειρά ζητημάτων απόδοσης και επιτρέπει την απόδοση των σκιών σε πλήρη κλίμακα, χωρίς υπερβολικό αντίκτυπο στην απόδοση. Αυτή η αυξημένη ανάλυση επιτρέπει πιο απαλές και ομαλές σκιές. Τα καλύτερα εφέ θολώματος σκιάς είναι ιδιαίτερα σημαντικά για εξωτερικές σκηνές όπου αντικείμενα όπως τα καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος θα πρέπει να δημιουργούν απαλές και όχι σκληρές σκιές. Το HBAO+ αντιμετωπίζει επίσης ζητήματα που μπορεί να έχει το HBAO με το τρεμόπαιγμα από κινούμενα αντικείμενα ή την κίνηση της κάμερας.

Το VXAO, ή Voxel Accelerated Ambient Occlusion, είναι μια νεότερη τεχνολογία της Nvidia. Αντί να χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο χώρου οθόνης, χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο απόφραξης περιβάλλοντος χώρου στον κόσμο. Αυτό σημαίνει ότι τα αντικείμενα που βρίσκονται εκτός οθόνης μπορούν ακόμα να κάνουν σκιές, κάτι που επιτρέπει τη δημιουργία σκιών πίσω από την κάμερα και κάτω από αντικείμενα παρέχοντας μια πολύ πιο ρεαλιστική εμφάνιση. Το VXAO μετατρέπει τα παγκόσμια διαστημικά αντικείμενα σε voxel και τα χρησιμοποιεί για τον υπολογισμό των σκιών.

Συμβουλή: Τα Voxel είναι μοντέλα χαμηλότερης ανάλυσης από τον αρχικό αριθμό πολυγώνων των αντικειμένων. Η απόδοση των υφών σε voxels θα φαινόταν άσχημη, καθώς το σχήμα των αντικειμένων θα ήταν πολύ χαμηλότερης ανάλυσης. Ωστόσο, για τη δημιουργία σκιών, αυτή η μειωμένη λεπτομέρεια του αντικειμένου παρέχει σημαντική ώθηση στην απόδοση, ενώ επιφέρει αμελητέα μείωση της ποιότητας.

Σε αντίθεση με προηγούμενες εφαρμογές απόφραξης περιβάλλοντος, το γεγονός ότι το VXAO είναι παγκόσμιος χώρος σημαίνει ότι γνωρίζει την απόσταση μεταξύ των αντικειμένων, γεγονός που επιτρέπει τον ακριβέστερο υπολογισμό των σκιών για αντικείμενα που βρίσκονται πιο μακριά από τη σκιά. Αποτρέπει επίσης ένα εφέ φωτοστέφανου που μπορεί μερικές φορές να παρατηρηθεί γύρω από χαρακτήρες που περπατούν μπροστά από επιφάνειες όπως τοίχους. Το VXAO έχει μεγαλύτερη ένταση επεξεργαστή από προηγούμενες επαναλήψεις περιβάλλοντος απόφραξης, αλλά προσφέρει την καλύτερη ποιότητα σκιάς.