გარემომცველი წინაღობა

Ambient Occlusion

სურათზე ნაჩვენებია საკლასო ოთახი გარემომცველი წინაღობით და მის გარეშე(გაბნეული განათებით). სურათი აღებულია aaa-studio-ს საიტიდან.  

        როგორც ვიცით გლობალური განათების დათვლის პროცესში მთავარ პრობლემას ირიბი განათების დათვლა წარმოადგენს. ირიბი ეწოდება იმ განათებას, რომელიც პირდაპირ სინათლის წყაროდან არ მოდის. მაშინ, როდესაც რენდერის დრო უფრო მნიშვნელოვანია ვიდრე ხარისხი ცდილობენ ირიბი განათების კორექტულ დათვლას თავი აარიდონ. ამ პრობლემის ერთ-ერთ გადაწყვეტას წარმოადგენს გაბნეული განათება(Ambient Light), რომელიც შემოგვაქვს სცენაში და ვიძახით, რომ ის ყველგანაა, მას არ გააჩნია პოზიცია და მიმართულება. გაბნეული განათების შემოღება დაგვეხმარება გავანათოთ სცენის ის წერტილები, სადაც სინათლის წყაროდან წამსული განათება პირდაპირ ვერ აღწევს, თუმცა მათი განათება მოხდება თანაბრად, ყველგან ერთნაირად, რაც რა თქმა უნდა რეალობისგან შორსაა.
        გარემომცველი წინაღობა(თარგმანი შესაძლოა არ იყოს სწორი, ინგლისურად Ambient Occlusion) წარმოადგენს ირიბი განათების მიახლოვების კიდევ ერთ მეთოდს, რომელიც წინამორბედისგან განსხვავებით გამოსათვლელად უფრო რთულია, თუმცა ბევრად უფრო უკეთესს შედეგს იძლევა.
        მეთოდი ამბობს ასეთ რამეს, რომ ზედაპირის რაიმე x წერტილის სიახლოვეს(რაიმე ფიქსირებულ r რასიუსში) თუ არ ექცევა სხვა გეომეტრია, მაშინ ამ წერტილამდე მოსასვლელ გაბნეულ განათებას ხელს არაფერი უშლის, ხოლო მოცემულ r რადიუსში რაც უფრო მეტი დაბრკოლებაა მის სიახლოვეს მით უფრო ნაკლებად აღწევს გაბნეული განათება მასთან. გარკვეულ შემთხვევებში შესაძლოა ეს ასეც იყოს თუმცა რეალობისგან და კორექტულობისგან ეს თეორია შორსაა, თუმცა შედეგი საინტერესოა.

        იმისათვის რომ დავითვალოთ თუ რამდენად დიდია წერტილის გარშემო დაბრკოლება ისევ მონტე-კარლოს მეთოდი  გვეხმარება. უნდა დავაგენერიროთ შემთხვევითად მიმართული სხივები x წერტილიდან ნორმალის მხარეს მიმართულ ნახევარსფეროში(იხილეთ სურათი) და თითოეული მათგანისთვის უნდა დავითვალოთ თანაკვეთა სცენასთან, შესაბამისად უნდა დავადგინოთ ის მიმართულებები რომელი მიმართულებითაც არის დაბრკოლება(r მანძილში) და მათთვის გამოვთვალოთ საშუალო მანძილი. მონტე კარლოს მეთოდიდან ვიცით რომ რაც უფრო გავძრდით შერჩევების რაოდენობას(AO სხივებს) მით უფრო სუფთა შედეგს მივიღებთ, შესაბამისად მეთოდს გააჩნია 2 ძირითადი პარამეტრი: დაბრკოლებების ძებნის რადიუსი და შერჩევების რაოდენობა. როგორც მონტეკარლოზე დაფუძნებულ ყველა მეთოდს მასაც ახასიათებს ხმაური, ამიტომ ხმაურის შესამცირებლად სხივების გენერაციისას კარგი იქნება თანაბარი შერჩევის ნაცვლად თუ გამოვიყენებთ შრეებად შერჩევას ან პუასონის დისკის შერჩევას.
        მაშინ, როდესაც სხივების მიდევნებას ვახდენთ ამაცქარებელ სტრუქტურაში დალაგებულად(ახლოდან შორს)  შეგვიძლია ვაკონტროლოთ სხივის მიდევნების მაქსიმალური მანძილი, რაც გვაძლევს საშუალებას, რომ სხივის მიდევნების პროცესი შევწყვიტოთ r რადიუსის გავლის შემდეგ, რაც ბევრად გააადვილებს მეთოდს. შესაბამისად მეთოდის მუშაობის დრო ორივე პარამეტრზე დამოკიდებულია პირდაპირპროპორციულად.