アンビエントオクルージョンとは何ですか？

VXAOは、ワールドスペースオブジェクトをvoxelstransformsに変換し、それらを使用してシャドウを計算します。アンビエントオクルージョンは、多くのビデオゲームの設定メニューで使用できるグラフィックオプションです。アンビエントオクルージョンがシャドウを強化することを説明するゲームもありますが、実際にそれが何をするのかを詳細に説明するゲームはほとんどありません。

アンビエントオクルージョンとは何ですか？

アンビエントオクルージョンは、オブジェクトがアンビエントライトをどのように遮るかをシミュレートするシャドウイング手法です。これは、影をできるだけリアルに見せるためのツールとして設計されており、オブジェクトの下の内側のエッジとサーフェスの影が暗くなります。

ヒント：オクルージョンは、妨害または遮断の別の言葉です。したがって、アンビエントオクルージョンは、現実的な影を落とそうとして、オブジェクトによって光がどのように遮断されるかをシミュレートします。

最も単純な形式では、アンビエントオクルージョンは、空の拡散光源から投影されるシャドウのみを計算します。より高度な実装では、ランプ、トーチ、銃口フラッシュなどの他の光源も考慮されます。

アンビエントオクルージョンを含む最初のゲームは、2007年のゲームCrysisでした。

どのような種類のアンビエントオクルージョンがありますか？

SSAO、またはスクリーンスペースアンビエントオクルージョンは、アンビエントオクルージョンの特に軽量な実装です。「画面スペース」とは、SSAOがアクティブにレンダリングされているオブジェクトのみを考慮に入れることを意味する用語です。これは、現在表示されていないオブジェクトでは計算が実行されないことを意味します。

たとえば、通りの向こう側に影を落とす塔があり、カメラを回して塔が画面に表示されなくなると、それが落とす影は消えます。同様に、近くのオブジェクトによって視界から遮られた距離にあるオブジェクトは、トラックによって木が遮られているなど、見えるはずであっても影を落とすことはありません。場合によっては、これは、タンクなどのオブジェクトの下に表示されるはずのシャドウが表示されないことを意味する場合があります。これは、タンクの背面、上面、および下面がレンダリングされず、光が遮られないためです。

SSAOには、特に、互いに異なる距離にある2つのオブジェクトに関連している場合に、シャドウが存在してはならない場所にシャドウをキャストする際の問題もあります。

HBAO、またはHorizon Based Ambient Occlusionは、Nvidiaのより高度なアンビエントオクルージョンの実装です。AMDには、HDAOまたは高解像度アンビエントオクルージョンと呼ばれる同様の実装があります。HBAOを使用すると、シャドウがサーフェスにより正確に適用され、誤ったシャドウを多くキャストすることが回避されます。残念ながら、パフォーマンスへの影響は大きいため、効果は半分のスケールでしかレンダリングされません。つまり、シャドウ効果の解像度は低くなります。

HBAO +は、HBAOの拡張バージョンであり、パフォーマンスの多くの問題に対処し、パフォーマンスにあまり影響を与えることなく、シャドウをフルスケールでレンダリングできるようにします。この解像度の向上により、より柔らかく滑らかなシャドウが可能になります。電力線などのオブジェクトがハードシャドウではなくソフトシャドウをキャストする必要がある屋外シーンでは、より良いシャドウブラー効果が特に重要です。HBAO +は、HBAOが移動するオブジェクトやカメラの動きによるちらつきで発生する可能性のある問題にも対処します。

VXAO（Voxel Accelerated Ambient Occlusion）は、Nvidiaの新しいテクノロジーです。スクリーンスペースアルゴリズムを使用する代わりに、ワールドスペースアンビエントオクルージョンアルゴリズムを使用します。これは、画面外にあるオブジェクトでも影を落とすことができることを意味します。これにより、カメラの後ろやオブジェクトの下から影を落とすことができ、よりリアルな外観が得られます。VXAOは、ワールドスペースオブジェクトをボクセルに変換し、それらを使用してシャドウを計算します。

ヒント：ボクセルは、オブジェクトの元のポリゴン数よりも低解像度のモデルです。オブジェクトの形状の解像度がはるかに低くなるため、ボクセルでテクスチャをレンダリングすると見栄えが悪くなります。ただし、シャドウを生成する場合、このオブジェクトの詳細が減少すると、パフォーマンスが大幅に向上しますが、品質の低下はごくわずかです。

以前のアンビエントオクルージョンの実装とは異なり、VXAOがワールドスペースであるという事実は、オブジェクト間の距離を認識していることを意味します。これにより、シャドウから離れたオブジェクトのシャドウをより正確に計算できます。また、壁などの表面の前を歩いているキャラクターの周りに時々見られるハロー効果を防ぎます。VXAOは、アンビエントオクルージョンの以前の反復よりもプロセッサを集中的に使用しますが、最高のシャドウ品質を提供します。