Ambient Occlusion¶
近似计算环境光因为遮挡产生的衰减。
Precomputed AO¶
在做好模型以后，用光线追踪离线预计算 AO，然后存到贴图里。
- 空间换时间。
- 只能用在静态物体上。
Screen Space Ambient Occlusion (SSAO)¶
- 在 View Space，对每一个像素 \(p\) ，在它周围的球型范围中随机采样 N 个点。
- 对于每一个采样点，将它的深度和 depth buffer 中的值比较，进而判断它是否被遮挡（判断的是对于相机的可见性）。
-
计算平均的可见度来近似 AO，公式如下：
\[ A(p) = 1 - \frac{Occlusion}{N} \]
但这个方法在数学上是有问题的。
SSAO+¶
改进版的 SSAO，只采样法线方向的半个球。公式如下：
\[ AO(\mathbf{p}, \mathbf{n}) = \frac{1}{\pi}\int_{\Omega}V(\mathbf{p}, \omega)\,\mathbf{n} \cdot \omega\,d\omega \]
其中， \(V(\mathbf{p}, \omega)\) 是 \(\omega\) 方向的可见性， \(\mathbf{n} \cdot \omega\) 是 \(\omega\) 方向的权重。
由于屏幕空间的信息有限，所以这个方法有时也会产生一些 Artifact。简单算法的代价。
Horizon-based Ambient Occlusion (HBAO)¶
引入了一个 attenuation function 来避免离得很远的物体产生太强的 AO。大体流程如下（忽略了很多细节）：
- 利用 depth buffer 构建 heightfield。
- 用 Ray Marching 找到一个点周围一圈每个方向上遮挡物最高点的仰角。
- 近似计算 AO。
Ground Truth-based Ambient Occlusion (GTAO)¶
- 引入了 cosine 项（类似算光照时那个 cosine）。
- 给出了一个三次多项式，可以根据 single bounce 的 AO 值直接近似计算 multi bounce 以后的最终结果。
Ray-Tracing Ambient Occlusion¶
借助硬件做光线追踪，然后计算 AO。