Kas yra aplinkos okliuzija?

VXAO paverčia pasaulio erdvės objektus į vokselius ir naudoja juos šešėliams apskaičiuoti. Aplinkos okliuzija yra grafikos parinktis, pasiekiama daugelio vaizdo žaidimų nustatymų meniu. Nors kai kuriuose žaidimuose bus paaiškinta, kad aplinkos okliuzija sustiprina šešėlius, beveik joks žaidimas iš tikrųjų nepaaiškina, ką jis daro.

Kas yra aplinkos okliuzija?

Aplinkos okliuzija yra šešėlių metodas, imituojantis, kaip objektai užstoja aplinkos apšvietimą. Jis sukurtas kaip įrankis, leidžiantis šešėliams atrodyti kiek įmanoma tikroviškesniems, o vidiniai kraštai ir paviršiai po objektais turi tamsesnius šešėlius.

Patarimas: „Occlude“ yra dar vienas žodis, reiškiantis trukdymą arba blokavimą, todėl aplinkos okliuzija imituoja, kaip objektai blokuoja šviesą, bandydami mesti tikroviškus šešėlius.

Paprasčiausia forma aplinkos okliuzija apskaičiuoja tik šešėlius, kurie būtų mesti iš išsklaidytos šviesos šaltinio danguje. Pažangesniuose įgyvendinimuose taip pat atsižvelgiama į kitus šviesos šaltinius, tokius kaip lempos, žibintuvėliai ir snukio blykstės.

Pirmasis žaidimas, į kurį buvo įtraukta aplinkos okliuzija, buvo 2007 m. žaidimas Crysis.

Kokie yra aplinkos okliuzijos tipai?

SSAO arba Screen-Space Ambient Occlusion yra ypač lengvas aplinkos okliuzijos įgyvendinimas. „Ekrano erdvė“ yra terminas, reiškiantis, kad SSAO atsižvelgia tik į objektus, kurie yra aktyviai pateikiami. Tai reiškia, kad objektams, kurie šiuo metu nematomi, nebus atlikti jokie skaičiavimai.

Pavyzdžiui, jei bokštas meta šešėlį per gatvę ir pasukate fotoaparatą taip, kad bokštas nebebus rodomas ekrane, jo metamas šešėlis išnyks. Panašiai tolumoje esantis objektas, užblokuotas arčiau esančio objekto, nemes šešėlio, net jei jis turėtų būti matomas, pavyzdžiui, medis, užblokuotas sunkvežimio. Kai kuriais atvejais tai gali reikšti, kad šešėlis, kuris turėtų atsirasti po objektu, pvz., baku, neatsiranda, nes rezervuaro galas, viršus ir apačia nėra atvaizduojami ir todėl neužstoja šviesos.

SSAO taip pat turi problemų dėl šešėlių metimo ten, kur jų neturėtų būti, ypač kai jie susiję su dviem skirtingais atstumais vienas nuo kito esančiais objektais.

HBAO arba Horizon Based Ambient Occlusion yra pažangesnis Nvidia aplinkos okliuzijos įgyvendinimas. AMD turi panašų įgyvendinimą, kurį jie vadina HDAO arba High Definition Ambient Occlusion. Naudojant HBAO, šešėliai ant paviršių uždedami tiksliau, išvengiant kuo daugiau netikrų šešėlių. Deja, našumo poveikis yra reikšmingas, todėl efektas pateikiamas tik per pusę mastelio, o tai reiškia, kad šešėlio efektas yra mažesnės skyros.

HBAO+ yra patobulinta HBAO versija, kuri sprendžia daugybę našumo problemų ir leidžia atvaizduoti šešėlius visu mastu be per didelio poveikio našumui. Dėl šios padidintos raiškos šešėliai yra švelnesni ir lygesni. Geresni šešėlių suliejimo efektai ypač svarbūs lauko scenoms, kai objektai, pavyzdžiui, elektros linijos, turėtų mesti minkštus, o ne kietus šešėlius. HBAO+ taip pat sprendžia problemas, su kuriomis HBAO gali kilti mirgėjimas dėl judančių objektų arba fotoaparato judėjimo.

VXAO arba Voxel Accelerated Ambient Occlusion yra naujesnė Nvidia technologija. Užuot naudojęs ekrano erdvės algoritmą, jis naudoja pasaulinės erdvės aplinkos okliuzijos algoritmą. Tai reiškia, kad objektai, esantys už ekrano, vis tiek gali mesti šešėlius, todėl šešėliai gali būti mesti iš už fotoaparato ir po objektais, todėl vaizdas atrodo daug tikroviškesnis. VXAO paverčia pasaulio erdvės objektus į vokselius ir naudoja juos šešėliams apskaičiuoti.

Patarimas: vokseliai yra mažesnės skiriamosios gebos modeliai nei pradinis objektų daugiakampių skaičius. Tekstūrų atvaizdavimas ant vokselių atrodytų blogai, nes objektų forma būtų daug mažesnė raiška. Tačiau kuriant šešėlius, ši sumažinta objekto detalė žymiai padidina našumą ir nežymiai pablogina kokybę.

Skirtingai nuo ankstesnių aplinkos okliuzijos diegimų, faktas, kad VXAO yra pasaulio erdvė, reiškia, kad jis žino atstumą tarp objektų, o tai leidžia tiksliau apskaičiuoti šešėlius objektams, esantiems toliau nuo šešėlio. Tai taip pat apsaugo nuo aureolės efekto, kuris kartais gali būti matomas aplink veikėjus, vaikštančius priešais paviršius, pavyzdžiui, sienas. VXAO naudoja daugiau procesoriaus nei ankstesnės aplinkos okliuzijos iteracijos, tačiau siūlo geriausią šešėlių kokybę.