Що таке навколишня оклюзія?

VXAO перетворює об'єкти світового простору в вокселі, перетворює їх і використовує їх для обчислення тіней. Ambient occlusion — це графічний параметр, доступний у меню налаштувань для багатьох відеоігор. Хоча деякі ігри пояснюють, що навколишнє оклюзія покращує тіні, майже жодна гра насправді не пояснює, що вона робить.

Що таке навколишня оклюзія?

Окклюзія навколишнього середовища — це техніка затінювання, яка імітує, як об’єкти перекривають навколишнє освітлення. Він розроблений як інструмент, щоб тіні виглядали максимально реалістичними, а внутрішні краї та поверхні під об’єктами мають темніші тіні.

Порада: Occlude – це ще одне слово для перекриття або блокування, тому оточення навколишнього середовища імітує, як світло блокується об’єктами, намагаючись відкидати реалістичні тіні.

У своїй найбільш спрощеній формі навколишнє оклюзія обчислює лише тіні, які б відкидалися від розсіяного джерела світла на небі. Більш просунуті реалізації також враховують інші джерела світла, такі як лампи, смолоскипи та дульні спалахи.

Першою грою, яка включала ambient occlusion, була гра Crysis 2007 року.

Які існують види зовнішньої оклюзії?

SSAO, або Screen-Space Ambient Occlusion, є особливо легкою реалізацією зовнішньої оклюзії. «Екранний простір» – це термін, який означає, що SSAO враховує лише об’єкти, які активно відтворюються. Це означає, що для об’єктів, які в даний момент не видно, не будуть виконуватися жодні обчислення.

Наприклад, якщо на вулиці є вежа, яка відкидає тінь, і ви повертаєте камеру так, щоб вежа більше не відображалася на екрані, тінь, яку вона відкидає, зникне. Аналогічно, об’єкт на відстані, закритий від огляду ближчим об’єктом, не буде відкидати тінь, навіть якщо вона повинна бути видимою, наприклад, дерево, яке блокує вантажівка. У деяких випадках це може означати, що тінь, яка повинна з’явитися під таким об’єктом, як танк, не з’являється, оскільки задня, верхня та нижня сторони резервуара не відображаються і, таким чином, не блокують світло.

SSAO також має проблеми з відкиданням тіней там, де їх не повинно бути, особливо коли це стосується двох об’єктів на різній відстані один від одного.

HBAO, або Horizon Based Ambient Occlusion — це більш просунута реалізація навколишньої оклюзії від Nvidia. AMD має подібну реалізацію, яку вони називають HDAO або High Definition Ambient Occlusion. З HBAO тіні точніше наносяться на поверхні, уникаючи відкидання якомога більшої кількості помилкових тіней. На жаль, вплив на продуктивність є значним, тому ефект відображається лише на половинному масштабі, що означає, що ефект тіні має меншу роздільну здатність.

HBAO+ — це розширена версія HBAO, яка вирішує низку проблем з продуктивністю та дозволяє відображати тіні в повному масштабі без сильного впливу на продуктивність. Ця збільшена роздільна здатність дозволяє отримати більш м’які та плавні тіні. Кращі ефекти розмиття тіней особливо важливі для сцен на вулиці, де такі об’єкти, як лінії електропередач, повинні відкидати м’які, а не жорсткі тіні. HBAO+ також вирішує проблеми, які HBAO може мати з мерехтінням від рухомих об’єктів або рухом камери.

VXAO, або Voxel Accelerated Ambient Occlusion, є новішою технологією від Nvidia. Замість використання алгоритму екранного простору він використовує алгоритм зовнішньої оклюзії всесвітнього простору. Це означає, що об’єкти за межами екрана все ще можуть відкидати тіні, що дозволяє відкидати тіні позаду камери та під об’єктами, забезпечуючи набагато більш реалістичний вигляд. VXAO перетворює об’єкти світового простору у воксели та використовує їх для обчислення тіней.

Порада. Воксели – це моделі з нижчою роздільною здатністю, ніж початкова кількість полігонів об’єктів. Відтворення текстур на вокселах виглядало б погано, оскільки форма об’єктів мала б набагато нижчу роздільну здатність. Однак для створення тіней ця зменшена деталізація об’єкта забезпечує значний приріст продуктивності при незначному зниженні якості.

На відміну від попередніх реалізацій зовнішньої оклюзії, той факт, що VXAO є світовим простором, означає, що він усвідомлює відстань між об’єктами, що дозволяє більш точно розраховувати тіні для об’єктів, що знаходяться далі від тіні. Це також запобігає ефекту ореолу, який іноді можна побачити навколо персонажів, що ходять перед поверхнями, наприклад стінами. VXAO є більш інтенсивним процесором, ніж попередні ітерації зовнішньої оклюзії, але пропонує найкращу якість тіней.