Che cosè locclusione ambientale?

VXAO trasforma gli oggetti dello spazio mondiale in voxel, li trasforma e li usa per calcolare le ombre. L'occlusione ambientale è un'opzione grafica disponibile nel menu delle impostazioni per molti videogiochi. Mentre alcuni giochi spiegheranno che l'occlusione ambientale migliora le ombre, quasi nessun gioco spiega effettivamente cosa fa in dettaglio.

Che cos'è l'occlusione ambientale?

L'occlusione ambientale è una tecnica di ombreggiatura che simula il modo in cui gli oggetti occludono l'illuminazione ambientale. È progettato come uno strumento per far apparire le ombre il più realistiche possibile, con bordi interni e superfici sotto gli oggetti con ombre più scure.

Suggerimento: Occlude è un'altra parola per ostruire o bloccare, quindi l'occlusione ambientale simula il modo in cui la luce viene bloccata dagli oggetti nel tentativo di proiettare ombre realistiche.

Nella sua forma più semplicistica, l'occlusione ambientale calcola solo le ombre che verrebbero proiettate da una fonte di luce diffusa nel cielo. Le implementazioni più avanzate tengono conto anche di altre sorgenti luminose come lampade, torce e flash di volata.

Il primo gioco a includere l'occlusione ambientale è stato il gioco Crysis del 2007.

Quali tipi di occlusione ambientale esistono?

SSAO, o Screen-Space Ambient Occlusion, è un'implementazione particolarmente leggera dell'occlusione ambientale. "Screen space" è un termine che significa che SSAO prende in considerazione solo gli oggetti che vengono attivamente renderizzati. Ciò significa che gli oggetti che non sono attualmente visibili, non avranno alcun calcolo eseguito.

Ad esempio, se c'è una torre che proietta un'ombra attraverso una strada e giri la telecamera in modo che la torre non venga più visualizzata sullo schermo, l'ombra che proietta scomparirà. Allo stesso modo, un oggetto in lontananza bloccato alla vista da un oggetto più vicino, non proietterà un'ombra, anche se dovrebbe essere visibile, come un albero bloccato da un camion. In alcuni casi, questo può significare che un'ombra che dovrebbe apparire sotto un oggetto come un serbatoio, non appare, perché la parte posteriore, superiore e inferiore del serbatoio non viene renderizzata e quindi non blocca la luce.

SSAO ha anche problemi con le ombre proiettate dove non dovrebbero essercene, specialmente quando sono correlate a due oggetti a distanze diverse l'uno dall'altro.

HBAO, o Horizon Based Ambient Occlusion è un'implementazione di occlusione ambientale più avanzata di Nvidia. AMD ha un'implementazione simile che chiamano HDAO o High Definition Ambient Occlusion. Con HBAO, le ombre vengono applicate in modo più accurato alle superfici, evitando di proiettare altrettante false ombre. Sfortunatamente, l'impatto sulle prestazioni è significativo, quindi l'effetto viene renderizzato solo a metà scala, il che significa che l'effetto ombra ha una risoluzione inferiore.

HBAO+ è una versione migliorata di HBAO che risolve una serie di problemi di prestazioni e consente il rendering delle ombre su larga scala, senza un impatto eccessivo sulle prestazioni. Questa maggiore risoluzione consente ombre più morbide e uniformi. Migliori effetti di sfocatura delle ombre sono particolarmente importanti per le scene all'aperto in cui oggetti come le linee elettriche dovrebbero proiettare ombre morbide, piuttosto che dure. HBAO+ risolve anche i problemi che HBAO può avere con lo sfarfallio causato da oggetti in movimento o dal movimento della fotocamera.

VXAO, o Voxel Accelerated Ambient Occlusion, è una tecnologia più recente di Nvidia. Invece di utilizzare un algoritmo dello spazio dello schermo, utilizza un algoritmo di occlusione ambientale dello spazio mondiale. Ciò significa che gli oggetti fuori dallo schermo possono ancora proiettare ombre, il che consente di proiettare ombre da dietro la telecamera e sotto gli oggetti fornendo un aspetto molto più realistico. VXAO trasforma gli oggetti dello spazio mondiale in voxel e li usa per calcolare le ombre.

Suggerimento: i voxel sono modelli a risoluzione inferiore rispetto al numero di poligoni originale degli oggetti. Il rendering delle trame sui voxel sembrerebbe pessimo, poiché la forma degli oggetti avrebbe una risoluzione molto più bassa. Per la generazione di ombre, tuttavia, questo dettaglio ridotto dell'oggetto fornisce un significativo aumento delle prestazioni mentre incorre in una diminuzione trascurabile della qualità.

A differenza delle precedenti implementazioni di occlusione ambientale, il fatto che VXAO sia lo spazio del mondo significa che è consapevole della distanza tra gli oggetti, il che consente di calcolare le ombre in modo più accurato per gli oggetti più lontani dall'ombra. Previene anche un effetto alone che a volte può essere visto intorno ai personaggi che camminano davanti a superfici come i muri. VXAO richiede più processore rispetto alle precedenti iterazioni di occlusione ambientale, ma offre la migliore qualità delle ombre.