Что такое окружающая окклюзия в играх
Что такое Ambient Occlusion в играх?
Задумывались ли вы о том, как современные игры, такие как PUBG и NFS, могут отображать так много глубины и контраста? Это происходит из-за окклюзии окружающей среды, технологии, которая использует передовые передовые технологии и удивительные художественные концепции для создания потрясающей реалистичной графики. Но что такое окклюзия окружающей среды и что она делает? Читайте дальше, чтобы узнать это.
Как работает окружающая окклюзия?
Окружающая окклюзия визуализирует трехмерное освещение в режиме реального времени, что достигается путем анализа глубины трехмерной сцены с помощью алгоритма пиксельного шейдера.
В этом алгоритме уникальная текстура, называемая проходом окклюзии окружающей среды, используется для сравнения объектов, находящихся внутри сцены, и каждому из них присваивается конкретное значение в соответствии с их цветом, высотой, шириной и глубиной 3D.
Когда назначенное значение ниже, окклюзия или отсутствие окружающего света выше. Когда мы видим то же самое в игре, это иллюзирует реалистичный эффект 3D, показывая исключительную детализацию и погружение в объекты.
В дополнение к этому, окружающая окклюзия не сильно напрягает видеокарту и процессор и дает впечатляющие результаты, что делает ее мощным инструментом для разработчиков, стремящихся сделать свои игры реалистичными.
Наиболее распространенные типы окклюзии Ambient:
Окружающая окклюзия имеет большое значение?
Абсолютно. Если вы любите играть в высококлассные игры на самых высоких настройках графики, окружающая окклюзия имеет все значение. Разработчики используют SSAO уже более десяти лет, и их качество только улучшается год от года.
Кроме того, VXAO уступает место будущим поколениям окклюзии окружающей среды в играх высокого класса, и мы можем ожидать еще более улучшенную графику с невероятной глубиной и детализацией в ближайшем будущем.
Поэтому в следующий раз обязательно включите окружающий прикус в настройках графики и сами заметите разницу.
Что такое окклюзия окружающей среды?
Я слышал об окружающей окклюзии, и она выглядит красиво, но что именно?
В Википедии есть хороший параграф, который объясняет, что сделано.
Окружающая окклюзия чаще всего рассчитывается путем наведения лучей во всех направлениях от поверхности. Лучи, которые достигают фона или «неба», увеличивают яркость поверхности, тогда как луч, который попадает на любой другой объект, не дает освещения. В результате точки, окруженные большим количеством геометрии, становятся темными, тогда как точки с небольшой геометрией в видимом полушарии кажутся светлыми.
Без AO (слева) Обратите внимание, что тень на левом изображении вызвана направленным светом, с AO (справа).
В традиционной трассировке лучей окклюзия окружающей среды моделируется путем выборки лучей из определенной точки, которая принимает форму полусферы, а затем проверяется на пересечение со сценой (также называемой объектным пространством AO).
Обратите внимание, как образцы лучей используются для имитации интеграции АО.
Обратите внимание на псевдонимы (точки), вызванные недостаточной дискретизацией окклюзии.
Поскольку метод выборки с трассировкой лучей слишком медленный, чтобы использовать его в компьютерной графике в реальном времени, появились другие методы, имитирующие это поведение. Один известный подход называется Окклюзия окружающего пространства экрана (SSAO).
Коэффициент окклюзии kA каждого пикселя оценивается путем тестирования набора точек, распределенных в полусфере вокруг местоположения пикселя. Это эффективно имитирует традиционный подход трассировки лучей в пространстве экрана.
Значение kA зависит от сэмплов, которые находятся перед значением в Z-буфере. Если половина или более выборок проходят тест глубины (то есть они ближе к камере, чем центральный пиксель), то kA получает значение 1. Результатом меньшего числа выборок будет kA меньше 1.
Графика в играх: окклюзия, сглаживание, фильтрация — Как и с чем её едят
Приветствую всех Стопгеймеров! Давайте начистоту, вы ведь тоже заходите в только купленную игру, но сперва кликаете на графические настройки? Кто ради чего, кому-то ради самоутверждения надо глянуть на ультра-автонастройку благодаря своему мощному «железу», а кто-то просто лезет туда ради интереса.Однако, задумывались ли вы, чем отличаются FXAA и TXAA, или 8х и 16х анизотропная фильтрация? Как-раз в этом блоге, группа Abuse Reviews сейчас вам расскажет и покажет, что же это за фильтрации такие, как они работают и с чем их едят. Поехали!
P.S.
прошлом блоге количество материала в ролике было урезано, здесь эта ошибка была учтена, очень старался для вас.Приятного просмотра)
Давайте начнём с самого-самого простого
Разрешение экрана
Мало кто не знает, что разрешение — это количество отображаемых пикселей по горизонтали и вертикали. От этой настройки также зависит качество картинки и то, как сильно будут выражены «лесенки» в переходах между разными плоскостями\поверхностями. Но почему же возникает этот графический артефакт? Дело в том, что все графические элементы в играх состоят из пикселей, но таких проблем с прямыми линиями не происходит, но стоит только чуть её наклонить, как появляются «лесенки». Возникает это из-за отсутствия плавного перехода между цветами, которое обеспечивает сглаживание, вот о нём мы сейчас и поговорим.
Сглаживание
Самое главное его предназначение — борьба с теми самыми «ступеньками», которые все так не любят. Сглаживание обеспечивает нам плавный переход между цветами, за счёт чего изображение получается куда комфортнее, устраняя «ступеньки». Да, картинка однозначно становится красивой, но всегда приходится чем-то жертвовать, а именно производительностью. За счёт появления новой задачи, процессору и видеокарте приходится рендерить(обрабатывать) все эти дополнительные оттенки, которое даёт нам сглаживание. Но, к счастью, существует много видов сглаживания, которые предоставляют нам разработчики в настройках. Их то мы сейчас и рассмотрим:
Этот вид сглаживания не слишком сильно нагружает процессор, потому что он обрабатывает лишь те части кадра, которые выглядели бы неровными, а выбирает он эти части независимо от того, где и как они располагаются. Это самый быстрый и менее затратный в плане ресурсов метод сглаживания. Отличие от прошлого метода сглаживания заключается в нескольких аспектах. В первую очередь, FXAA применяется к изображению в том разрешении, в котором вы играете, также размывает картинку сильнее, что выглядит совсем не лучше, чем MSAA, зато расходует на порядок меньше ресурсов, из-за чего этот вид сглаживания почти не вредит вашему FPS
Пожалуй, это лучший вид сглаживания, который сильно похож на MSAA, но с некоторыми дополнениями. Дело в том, что TXAA учитывает и берёт в расчёт предыдущие кадры и сглаживает последующие путём усреднения цветов.
Да, это не вид сглаживания, но избавляется от лесенок этот способ довольно неплохо, но при одном условии, которое свойственно не каждому пк. Ведь не у всех есть 2\4К мониторы, которые позволяют увеличить разрешение больше 1920х1080. За счёт уменьшения пикселей «лесенки» остаются, но становятся куда меньше, однако это влияет на производительность больше всего из перечисленных способов. Так что этот метод подойдёт только обладателям мониторов с очень высоким разрешением и мощным железом. Забавно слушать легенды о том, что если поставить 2к или 4к разрешение в игре на FullHD мониторе, то картинка станет лучше. Решил я это проверить на примере GTA V и что-то не увидел разницы до и после, ни в фреймрейте, ни качестве. 
Проблем никогда не бывает мало. В этом случае нет никаких исключений, ведь кроме «ступенек» встречается такой артефакт, как разрыв картинки. Это происходит, когда ваши монитор и видеокарта пытаются работать синхронно, но по какой-то причине эти парни не могут этого сделать, причиной является частота кадров и частота обновления монитора. К примеру, вы находитесь в какой-то загруженной локации, а ваша видеокарта старается держать стабильную частоту, в то время как монитор обновляет изображение на одной и той же частоте. Если они не синхронизируются между собой, то как раз и появляется такой разрыв. И для решения этой проблемы предназначен следующий параметр:
Вертикальная синхронизация 
Этот параметр заставляет работать видеокарту на той же частоте, что и монитор, однако из-за этого возникают уже другие проблемы, к примеру, частота кадров может сильно падать из-за того что в игре появляется слишком много объектов, которые приходится обрабатывать. Но и для этой беды есть решение, которое называется — горизонтальная синхронизация. Принцип действия заключается в том, что модуль, встроенный в монитор заставляет экран обновляться сразу же при получении нового кадра, что способствует идеальному совпадению частот видеокарты и монитора. Благодаря всему этому, производительность компьютера не уменьшается, а монитор и видеокарта работают максимально слаженно.
На этом о проблемах картинки и артефактах — всё
Тесселяция
Тут стоит обратить внимание на контур головы 47-го
А вот она создана не для того чтобы исправлять косяки в картинке, а улучшать её и делать более насыщенной и реалистичной. Многие из нас знают, что 3д-объекты в играх состоят из полигонов (мелких частиц). Тесселяция подразумевает разбиение полигонов на более мелкие части, чтобы генерировать больше деталей у объекта. Это особенно удобно для выделения высоты и глубины объектов. Также она способствует созданию более закругленных объектов без острых форм и углов.
Окклюзия окружения (Ambient Occlusion)
Лично я занимаюсь созданием 3д-моделей в Cinema 4D и довольно хорошо знаком с этой фичей. 
Она позволяет создавать искусственные тени, таким образом, в идеале, геймдизайнеры и создатели 3д-анимаций предпочитают использовать движки, поддерживающие функцию глобального освещения, которое позволяет создавать освещение идентичное реальному, а всё благодаря вычислениям точных оттенков каждого из пикселей, в зависимости от общего количества света, попадаемого на него. Знаю, что звучит это сложновато, но как же это преобразовывает картинку… словами не описать. Такое освещение очень подходит для различных кинематографичных сцен в мультфильмах или кат-сцен в играх, но это оказывает очень сильную нагрузку на железо, но на то у нас и есть окклюзия окружения, которая создаёт искусственные тени там, где они должны располагаться.
Для начала стоит разобраться с освещением в играх. В них источником света является естественное освещение, которое является упрощённой версией глобального освещения, где расположение теней зависит от того, есть ли перед источником естественного освещения какое-либо препятствие, но это даёт нам более плоские тени в меньшем количестве, чем хотелось бы. Тут и наступает триумф окклюзии окружения, ведь она определяет расположение дополнительных теней с поммощью трассировки лучшей, а именно вычисляет, сколько солнечных лучшей блокируется рядом со стоящими объектами. То есть, если один объект загораживает другой, то поверхность второго объекта, разумеется, будет находиться в тени. Впадины, углубления и тому подобное начинает больше выделяться с помощью окклюзии.В огромном большинстве случаев этот параметр уже «вшит» в графические настройки, что не позволяет включать и выключать его. Но это всё окклюзия окружения в общем. Наверняка вы все сталкивались с такими параметрами освещения как SSAO,HBAO и HDAO?
Она взяла своё начало со времён первого Crysis, благодаря компании Crytek, по-сути оно заключается в вычислении глубины каждого пикселя и пытается вычислить количество преград от каждой из выбранных точек. Алгоритм SSAO призван упростить вычислительную сложность алгоритма Ambient occlusion и сделать его подходящим для работы на графических процессорах в режиме реального времени. Вместе с тем качество результирующего изображения у SSAO является худшим, чем в первоначальном Ambient occlusion, так как SSAO использует упрощённые методики рендеринга(обработки изображения).
Имеет тот же принцип работы, что и SSAO но несколько усовершенствованный. Просто вычисления глубины производятся с большим числом выборок, но приходится жертвовать производительностью.
Одно основывается на другом. Таким же образом как SSAO отличается от HBAO, HDAO от HBAO отличается точно тем же, ну и ещё эта окклюзия была представлена нам компанией AMD.
Ну а что по кинематографичности?
Глубина резкости
Неплохо так нагружает вашу систему, но и так же неплохо придаёт картинке кинематографичности, а всё благодаря фокусу на конкретных объектах, благодаря чему, остальные объекты размываются. Но это может привнести неудобства, как например при игре в PUBG, во время выглядывания из окна (ну вы знаете, когда упираешься лицом в стену как идиот и видишь всё что происходит за ней) иногда замыливается вид в окне, а фокус идёт на стену или оконную раму. Очень раздражает. Однако кинематографичность, опять же, дарит нам положительные впечатления об игре.
Ну и последнее о чём хотелось бы рассказать
Анизотропная фильтрация
А вот этот параметр уж точно видел каждый, но далеко не все понимают как это работает. Объясню быстро и просто. Во имя сохранения FPS разработчики используют нехитрый трюк с понижением качества текстур и моделей по мере отдаления от них. Зачастую мы можем наблюдать размытие текстуры пола вдали от себя, но если мы включим фильтрацию, то границы между различными уровнями детализации размываются. Плюс такой фильтрации в том, что вы можете со спокойной душой ставить значение 16х, ведь этот параметр почти не оказывает давления на процессор и видеокарту.
Ну а на этом всё. Если вам понравился этот блог и вы узнали что-то новое, обязательно жмите на плюс, а также интересно узнать, нравится ли вам качество видеоформата, если вы его глянули? Большое спасибо вам за внимание, всем удачных каток и стабильного FPS!
Окклюзия окружающей среды
Первый метод, который позволил имитировать ambient occlusion в реальном времени, был разработан отделом исследований и разработок Crytek ( CryEngine 2 ). [3] С выпуском оборудования, способного отслеживать лучи в реальном времени ( серия GeForce 20 ) от Nvidia в 2018 году, трассировка лучей Ambient Occlusion (RTAO) стала возможной в играх и других приложениях реального времени. [4] Эта функция была добавлена в Unreal Engine с версией 4.22. [5]
Содержание
Реализация [ править ]
Окружающая окклюзия связана с затемнением доступности, которое определяет внешний вид в зависимости от того, насколько легко можно коснуться поверхности различными элементами (например, грязью, светом и т. Д.). Он был популяризирован в производственной анимации благодаря своей относительной простоте и эффективности.
Модель затенения ambient occlusion предлагает лучшее восприятие трехмерной формы отображаемых объектов. Это было показано в статье, где авторы сообщают о результатах экспериментов по восприятию, показывающих, что различение глубины при рассеянном равномерном освещении неба превосходит то, что предсказывается моделью прямого освещения. [6]
В этом примере свет может достигать точки p только с левой или правой стороны, но изогнутая нормаль указывает на среднее значение этих двух источников, которое, к сожалению, направлено прямо к препятствию.
Варианты [ править ]
Признание [ править ]
В 2010 году Хайден Лэндис, Кен Макгоу и Хилмар Кох были удостоены награды Научно-технической академии за свою работу по рендерингу ambient occlusion. [8]
Что такое адаптивная окружающая окклюзия в графике?
Внешняя CEO оптимизация сайта
Для того, чтоб ваш сайт стал популярен и обошел ваших конкурентов по аналогичной тематике, без внешнее SEO будет сложно сделать, так как оно влияет на ранжирование в поисковых системах. И здесь вам лучше доверится профессионалом, которые занимаются CEO не первый год. А точнее вам нужен маркетинг интернет ресурса, чтоб о нем как можно потенциальных пользователей узнало.
Внешнее CEO, это минимальный риск для сайта, чтоб на его наложили штраф, а точнее можно сказать нулевой. Но потом отдача большая идет, так как о вашем ресурсе как можно больше узнают и посещаемость увеличивается. Это может быть различная тематика, если у тебя интернет магазин, но на продаже вы все увидите, если простой софт, то ресурс безусловно будет развиваться на много быстрее.
Экстремальная окклюзия окружающего пространства (SSAO) является популярным эффектом, используемым при рендеринге в режиме реального времени для создания небольших эффектов окружающей среды и эффектов теневого контакта. Он используется многими современными игровыми механизмами, как правило с 5 до 10 процентов времени графического процессора. Хотя уже существует множество общедоступных реализацийне все из них доступны с открытым исходным кодом или свободно доступны или обеспечивают уровень масштабирования производительности, требуемый как для мобильных так и для настольных устройств малой мощности. Именно здесь ASSAO заполняет необходимые пробелы.
В этой статье основное внимание уделяется тому, как понимать пример кода и дополнительно интегрировать или переносить пример кода. Он также охватывает особенности реализации, доступные параметры, настройки и компромиссы в его использовании. Статьяподробно описывающая реализацию представлена в предстоящей книге GPU Zen.
Масштабирование качества по производительности достигается за счет изменения количества AO-кранов с поддержкой ядра с прогрессивной выборкой и переключения отдельных функций на разных предустановленных уровнях.
Стохастическая выборка используется для совместного использования значения АО между соседними пикселями (на основе поворота и масштабирования дискеты выборки) с размытием де-шумов, применяемым в конце. Размытие размытия является ориентированным на края, чтобы предотвратить эффект кровотечения в несвязанные фоновые или передние объекты, что вызывает ореол.
Края могут быть основаны только на глубинах, или на глубине, и на нормальном уровне. (Последнее приводит к более высокому качеству, но, конечно, стоит больше в обработке). Это умное размытие выполняется в 2 x 2 деперемещенных доменах для обеспечения оптимальной эффективности кэширования, причем только окончательный проход выполняется при полном разрешении во время переполнения.
На практике это многопроходная технология пиксельного шейдера. При высоком задании основными шагами являются:
Прецедент с высоким и адаптивным качеством имеет дополнительный базовый AO-проход, используемый для обеспечения эвристики значимости, которая направляет счетчик выборок переменных на пиксель для основного прохода AO.