Ambient Occlusion
Ambient occlusion to technika cieniowania powierzchni obiektów w trójwymiarowej grafice komputerowej. Metoda ta ocenia stopień zacienienia, czyli jak bardzo dana powierzchnia jest narażona na rozproszone światło otoczenia (znane jako światło ambientowe). Dzięki ambient occlusion można stosunkowo szybko uzyskać realistyczny wygląd powierzchni, unikając jednocześnie skomplikowanych obliczeń związanych z globalnym oświetleniem.
Obliczanie efektu Ambient Occlusion
Najczęściej stosowaną metodą do obliczania efektu ambient occlusion jest ray tracing, który wykorzystuje próbki otoczenia w oparciu o metodę Monte Carlo. Dla każdego punktu powierzchni, który ma zostać zacieniony, wybranych zostaje od kilku do kilkuset losowych (w rzeczywistości pseudolosowych) punktów na otaczającej go hemisferze. Następnie sprawdzana jest widoczność tych punktów względem punktu na powierzchni. Jeśli wszystkie punkty hemisfery „widzą” dany punkt, wartość ambient occlusion wynosi 1; w przeciwnym razie jest to 0. Ostateczna wartość ambient occlusion to średnia wszystkich próbek. Efekt tego próbkowania, przedstawiony w formie koloru (najczęściej w odcieniach czerni i bieli), przypomina miękkie cienie na obiekcie oświetlonym rozproszonym światłem.
Porównanie z innymi metodami
W przeciwieństwie do lokalnych metod, takich jak cieniowanie Phonga, ambient occlusion uwzględnia nie tylko lokalne cechy powierzchni (tj. kierunek w danym punkcie), ale także właściwości otoczenia. Dlatego zalicza się ją do metod globalnego oświetlenia. Należy jednak zaznaczyć, że jest to dość uproszczony model cieniowania, który zazwyczaj stanowi jedynie dodatek do innych technik. Mimo swoich ograniczeń, ambient occlusion zdobyło popularność w animacji komputerowej dzięki swojej prostocie i efektywności, co jest istotne, zwłaszcza przy generowaniu trójwymiarowych scen w czasie rzeczywistym.
Naturalne kształty w modelach 3D
Model cieniowania ambient occlusion przyczynia się również do uzyskania bardziej naturalnych kształtów modeli 3D. Badania nad tą techniką wykazały, że zastosowanie rozproszenia światła prowadzi do większych różnic w głębi wyświetlanego obrazu w porównaniu z modelem opartym na bezpośrednim oświetleniu.
