¿Qué es la oclusión ambiental?

Publicado el 20 mayo, 2021

¿Qué es la oclusión ambiental?

La oclusión ambiental es una técnica de gráficos por computadora que simula cómo la luz incide sobre un objeto. Afecta a todos los aspectos del objeto, pero es más notable en las áreas de sombra.

La razón de esto es que estas áreas no se ven afectadas por la luz directa y menos significativamente por la luz reflejada. La luz reflejada es la luz que rebota en otras superficies de una escena. Proviene del término ‘oclusión’, que significa bloqueado, y es parte de muchos paquetes gráficos en la actualidad.

Considere las imágenes una al lado de la otra a continuación:


Ejemplo de oclusión ambiental
Oclusión ambiental

El de la izquierda se renderizó sin oclusión ambiental, el de la derecha, con.

¿Notas alguna diferencia?

Lo primero que debe notar es que la imagen general de la derecha es más oscura. Esto se debe a que la oclusión ambiental simula los efectos de la luz con mayor precisión y oscurece áreas como las esquinas y los interiores. Lo segundo que debe notar es que la imagen correcta parece más realista. Esto se debe a que la realidad contiene tanto oscuridad como luz, por lo que la imagen nos parece más realista.

Usos

Usamos la oclusión ambiental por dos razones principales:

  1. Simule el realismo : como se mencionó, la vida real contiene tanto oscuridad como luz. Por lo tanto, tiene sentido que una representación 3D se esfuerce por lograrlo, en particular aquellos que intentan ser lo más realistas posible. Como ejemplo, piense en los efectos especiales de las películas. Están tratando de convencerlo de que lo que está viendo es real, no creado en una computadora.
  2. Reduzca el tiempo de cálculo: calcular las sombras para el renderizado lleva mucho tiempo y, como tal, cuesta dinero. Por tanto, los esfuerzos se centran en aumentar el realismo y reducir el tiempo de cálculo. Como ejemplo, considere los efectos especiales de la película mencionados anteriormente. Los fotogramas individuales pueden tardar horas en calcularse, por lo que se hace todo lo posible para reducir ese tiempo.

Cómo funciona

Curiosamente, la oclusión ambiental funciona al revés desde todas las superficies de una escena. Se calcula una línea a partir de cada píxel (punto) de la pantalla que forma una superficie. La línea comienza en ángulo recto con la superficie y rebota en cada superficie que encuentra, en un ángulo igual al ángulo incidente (como una reflexión). Esto continúa hasta que la línea alcanza la fuente de luz o se bloquea.

Si llega a la fuente de luz, entonces el brillo del píxel es proporcional a la distancia que recorrió la línea para llegar a la fuente. Las distancias más largas son oscuras y las distancias más cortas son claras. Si la línea está bloqueada, la luz de la fuente no puede llegar al punto de origen y el píxel es lo más oscuro posible. El proceso continúa para cada píxel del fotograma.

Dado esto, es fácil ver por qué los cálculos de luz son tan costosos desde una perspectiva temporal. Hay literalmente millones de cálculos realizados para cada cuadro. Y el problema aumenta exponencialmente por el número de superficies y fuentes de luz. Esta es la simulación, solo piense en cómo serían los cálculos reales.

Resumen de la lección

En resumen, la oclusión ambiental es una técnica de gráficos por computadora que simula cómo la luz incide sobre un objeto. Afecta a las cosas principales en una imagen; oscuridad general y realismo. Usamos la oclusión ambiental por dos razones. Primero, simula el realismo y segundo, reduce el tiempo de cálculo .

La oclusión ambiental funciona al revés desde la superficie que afecta, que es diferente de lo que cabría esperar. Se calcula una línea a partir de cada píxel de la superficie, luego rebota en cada superficie que encuentra, en un ángulo igual al ángulo de incidencia (como la reflexión). Esto continúa hasta que la línea alcanza la fuente de luz o se bloquea. Si llega a la fuente de luz, entonces el brillo del píxel es proporcional a la distancia que recorrió la línea para llegar a la fuente.

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