環境光遮蔽（英語：ambient occlusion）是計算機圖形學中的一種着色和渲染技術，用來計算場景中每一點是如何接受環境光的。例如，一個管道的內部顯然比外表面更隱蔽（因此也更暗），越深入管道光線就越暗。環境光遮蔽可以被看作是光線能到達表面上每一點的能力的數值。[1]在擁有開放天空的場景中，這是通過估算每個點的可看見天空的大小來完成的；而在室內環境中，只考慮一定範圍內的物體，並假設牆壁是環境光源。處理結果是一個漫反射、非定向的着色效果，並不會形成明確的陰影，只是能讓靠近物體及被遮蔽的區域更暗，並影響渲染圖像的整體色調。環境光遮蔽常被用作後期處理。
與局部方法如Phong著色法不同，環境光遮蔽是一種全局方法，意味着每個點的照明是場景中其他幾何體的共同作用。然而，這只是一個非常粗略的近似全局光照。僅通過環境光遮蔽得到的物體外觀與陰天下的物體相似。
第一個可以實時模擬環境光遮蔽的算法是由Crytek（CryEngine 2）的研發部門開發的。[2] 隨着英偉達2018年發布的實時光線追蹤硬件，光線追蹤環境光遮蔽（英語：ray traced ambient occlusion, RTAO）在遊戲和其他實時應用中成為可能。[3]虛幻引擎在4.22版本中加入了這個特性。[4]
實現
在沒有硬件輔助的光線追蹤環境光遮蔽時，實時應用程序，如電腦遊戲，可以使用屏幕空間環境光遮蔽（英語：Screen space ambient occlusion）或水平基準環境光遮蔽（英語：Horizon Based Ambient Occlusion+）作為真實感環境光遮蔽的一個更快速的近似處理，使用像素深度而不是場景幾何形成一個環境光遮蔽地圖。
環境光遮蔽與可訪問着色法相關，它根據表面被各種元素（如污垢、光線等）接觸的容易程度來決定外觀，以其相較之下的簡單性和高效性在動畫製作中得到了廣泛的應用。
環境光遮蔽着色器能讓人更好地感知三維的顯示對象。一篇論文中的感知實驗的結果表明，漫反射均勻天空照明下的深度提示優於直接照明模型。[5]
分類
- SSAO
- 螢幕空間環境光遮蔽（英語：Screen space ambient occlusion）
- SSDO
- 螢幕空間定向定向遮蔽（英語：Screen space directional occlusion）
- RTAO
- 光線追蹤環境光遮蔽（英語：Ray Traced Ambient Occlusion）
- HDAO
- 高分辨率環境光遮蔽（英語：High Definition Ambient Occlusion）
- HBAO+
- 水平基準環境光遮蔽（英語：Horizon Based Ambient Occlusion+）
- AAO
- Alchemy Ambient Occlusion
- ABAO
- 角度基準環境光遮蔽（英語：Angle Based Ambient Occlusion）
- PBAO
- 預烘焙環境光遮蔽（英語：Pre Baked Ambient Occlusion）
- VXAO
- 體素基準環境光遮蔽（英語：Voxel Accelerated Ambient Occlusion）
- GTAO
- Ground Truth based Ambient Occlusion[6]
認可
2010年，海登·蘭迪斯、肯·麥高和希爾瑪·科赫因為他們在環境光遮蔽渲染方面的工作獲得了學院科學技術獎。[7]
參考資料
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