Окклюзия окружающего пространства экрана

Ambient occlusion в экранном пространстве ( SSAO ) — это метод компьютерной графики , позволяющий эффективно аппроксимировать эффект Ambient occlusion в реальном времени. Он был разработан Владимиром Каялиным во время работы в Crytek и впервые использовался в 2007 году в видеоигре Crysis , также разработанной Crytek. ^[1]

Выполнение

Алгоритм реализован в виде пиксельного шейдера , анализирующего буфер глубины сцены , хранящийся в текстуре. Для каждого пикселя на экране пиксельный шейдер производит выборку значений глубины вокруг текущего пикселя и пытается вычислить величину перекрытия для каждой выбранной точки. В простейшей реализации коэффициент окклюзии зависит только от разницы глубин между выбранной точкой и текущей точкой.

Без дополнительных умных решений такой метод грубой силы потребовал бы около 200 чтений текстур на пиксель для хорошего визуального качества. Это неприемлемо для рендеринга в реальном времени на современном графическом оборудовании. Чтобы получить результаты высокого качества с гораздо меньшим количеством операций чтения, выборка выполняется с использованием случайно вращающегося ядра . Ориентация ядра повторяется каждые N пикселей экрана, чтобы в конечном изображении был только высокочастотный шум. В конце концов, этот высокочастотный шум значительно удаляется с помощью N x N этапа размытия постобработки с учетом разрывов глубины (с использованием таких методов, как сравнение соседних нормалей и глубин). Такое решение позволяет сократить количество выборок глубины на пиксель примерно до 16 или меньше при сохранении высокого качества результата, а также позволяет использовать SSAO в приложениях мягкого реального времени, таких как компьютерные игры.

По сравнению с другими решениями Ambient Occlusion , SSAO имеет следующие преимущества:

Независимо от сложности сцены.
Никакой предварительной обработки данных не требуется, нет времени на загрузку и нет выделения памяти в системной памяти.
Работает с динамическими сценами.
Работает одинаково последовательно для каждого пикселя на экране.
Никакого использования процессора – оно может выполняться полностью на графическом процессоре .
Может быть легко интегрирован в любой современный графический конвейер .

SSAO также имеет следующие недостатки:

Скорее локальный и во многих случаях зависящий от вида, поскольку он зависит от глубины соседних текселей, которые могут быть созданы любой геометрией.
Трудно правильно сгладить/размыть шум, не влияя на разрывы глубины, такие как края объекта (окклюзия не должна «перетекать» на объекты).

См. также

Направленная окклюзия экранного пространства (SSDO) ^[2]

Ссылки

^ «Что такое Ambient Occlusion? Имеет ли это значение в играх?» .
^ Тобиас Ритшель; Торстен Грош; Ханс-Петер Зайдель (2009). «Аппроксимация динамического глобального освещения в пространстве изображений» . Материалы симпозиума ACM SIGGRAPH по интерактивной 3D-графике и играм . Проверено 25 ноября 2015 г.

Внешние ссылки

[urlWhat_is_Ambient_Occlusion?_Does_it_Matter_in_Games?-1] «Что такое Ambient Occlusion? Имеет ли это значение в играх?» .

[2] Тобиас Ритшель; Торстен Грош; Ханс-Петер Зайдель (2009). «Аппроксимация динамического глобального освещения в пространстве изображений» . Материалы симпозиума ACM SIGGRAPH по интерактивной 3D-графике и играм . Проверено 25 ноября 2015 г.

[1]

[2]