O que é Ambient Occlusion?

O VXAO transforma objetos do espaço do mundo em voxelstransforms e os usa para calcular sombras. Oclusão de ambiente é uma opção gráfica disponível no menu de configurações de muitos videogames. Enquanto alguns jogos explicam que a oclusão do ambiente aumenta as sombras, quase nenhum jogo realmente explica o que faz em detalhes.

O que é oclusão ambiental?

A oclusão de ambiente é uma técnica de sombreamento que simula como os objetos obstruem a iluminação ambiente. Ele foi projetado como uma ferramenta para fazer as sombras parecerem o mais realistas possível, com bordas internas e superfícies sob os objetos com sombras mais escuras.

Dica: Ocluir é outra palavra para obstruir ou bloquear, portanto, a oclusão de ambiente simula como a luz é bloqueada por objetos na tentativa de projetar sombras realistas.

Em sua forma mais simplista, a oclusão de ambiente calcula apenas as sombras que seriam projetadas de uma fonte de luz difusa no céu. Implementações mais avançadas também levam em consideração outras fontes de luz, como lâmpadas, tochas e flashes de focinho.

O primeiro jogo a incluir oclusão de ambiente foi o jogo de 2007 Crysis.

Que tipos de oclusão ambiental existem?

SSAO, ou Screen-Space Ambient Occlusion, é uma implementação particularmente leve de oclusão de ambiente. “Espaço da tela” é um termo que significa que o SSAO leva em consideração apenas os objetos que estão sendo renderizados ativamente. Isso significa que os objetos que não estão visíveis no momento não terão cálculos realizados.

Por exemplo, se houver uma torre projetando uma sombra em uma rua e você virar a câmera de forma que a torre não seja mais exibida na tela, a sombra que ela projeta desaparecerá. Da mesma forma, um objeto à distância bloqueado da visão por um objeto mais próximo não lançará uma sombra, mesmo que uma deva ser visível, como uma árvore sendo bloqueada por um caminhão. Em alguns casos, isso pode significar que uma sombra que deveria aparecer sob um objeto, como um tanque, não aparece, porque a parte traseira, superior e inferior do tanque não são renderizadas e, portanto, não bloqueiam a luz.

O SSAO também tem problemas com a projeção de sombras onde não deveria haver, especialmente quando relacionado a dois objetos em distâncias diferentes um do outro.

HBAO, ou Horizon Based Ambient Occlusion é uma implementação de oclusão de ambiente mais avançada da Nvidia. A AMD tem uma implementação semelhante que eles chamam de HDAO ou High Definition Ambient Occlusion. Com o HBAO, as sombras são aplicadas com mais precisão às superfícies, evitando lançar tantas sombras falsas. Infelizmente, o impacto no desempenho é significativo, então o efeito só é renderizado em meia escala, o que significa que o efeito de sombra tem resolução mais baixa.

HBAO + é uma versão aprimorada do HBAO que aborda uma série de problemas de desempenho e permite que as sombras sejam renderizadas em escala real, sem muito impacto no desempenho. Esta resolução aumentada permite sombras mais suaves e suaves. Melhores efeitos de desfoque de sombra são especialmente importantes para cenas externas onde objetos como linhas de energia devem lançar sombras suaves, em vez de sombras sólidas. HBAO + também aborda problemas que HBAO pode ter com cintilação de objetos em movimento ou movimento da câmera.

VXAO, ou Voxel Accelerated Ambient Occlusion, é uma tecnologia mais recente da Nvidia. Em vez de usar um algoritmo de espaço de tela, ele usa um algoritmo de oclusão de ambiente de espaço mundial. Isso significa que os objetos que estão fora da tela ainda podem projetar sombras, o que permite que as sombras sejam projetadas por trás da câmera e por baixo dos objetos, proporcionando uma aparência muito mais realista. O VXAO transforma objetos do espaço mundial em voxels e os usa para calcular sombras.

Dica: Voxels são modelos de resolução mais baixa do que a contagem de polígonos original de objetos. Renderizar as texturas em voxels ficaria mal, já que o formato dos objetos teria uma resolução muito menor. Para a geração de sombras, no entanto, esse detalhe de objeto reduzido fornece um aumento significativo no desempenho, ao mesmo tempo que causa uma diminuição insignificante na qualidade.

Ao contrário das implementações de oclusão de ambiente anteriores, o fato de que o VXAO é um espaço mundial significa que ele está ciente da distância entre os objetos, o que permite que as sombras sejam calculadas com mais precisão para objetos mais distantes da sombra. Também evita um efeito de halo que às vezes pode ser visto em torno de personagens andando na frente de superfícies como paredes. O VXAO consome mais processador do que as iterações anteriores de oclusão de ambiente, mas oferece a melhor qualidade de sombra.