Интерфейс шейдера Ambient/Reflective Occlusion в 3ds max

Параметр Samples определяет число лучей, "выстреливаемых" из точки через поверхность сферического сегмента в окружающую сцену. Чем больше лучей, тем более гладким будет результат. На гладкость результата оказывают также влияние настройки антиалиасинга и величина параметра Spread (угол сферического сегмента, через который посылаются лучи).

Параметр Bright позволяет определить цвет для незаблокированных лучей (лучей, не встретивших препятствий при трассировке в сцене), а параметр Dark – цвет для лучей, встретивших препятствие. Наиболее часто используемое практическое значение величины Dark – черный цвет. Результирующий цвет точки определяется как отношение числа заблокированных лучей к общему числу испущенных лучей и с учетом значений цвета, заданных для Bright и Dark. Для определения значений Bright и Dark можно использовать не только простой цвет, но и растровые карты, шейдеры и материалы.

Параметр Spread определяет угловую величину сферического сегмента точки поверхности, через который посылаются сэмплирующие лучи. Изменяется в пределах от 0.0 до 1.0. Значение "0" определяет только одно направление испускания (один луч) – вдоль нормали к точке или вдоль направления отражения, что используется для reflective occlusion. Значение "1" определяет полусферу (угловая величина 180 градусов). Чем больше угловая величина сферического сегмента, тем больше потребуется лучей для получения гладкого результата. С другой стороны, чем уже конус лучей, тем более резко очерченными будут теневые переходы и наоборот. Использование целой полусферы дает интересный эффект самозатенения поверхностей, что с успехом может быть использовано для "проявления" рельефа поверхности или оттенения деталей поверхностей, содержащих многочисленные мелкие элементы – травы, волос и т.п.

Параметр Max distance указывает максимальную длину сэмплирующего луча и тем самым – максимальное расстояние в пределах которого проверяется наличие геометрии. Если его значение равно 0, границы области проверки определяются размерами сцены. Таким образом, явное указание Max distance может быть использовано для ускорения расчетов ambient occlusion.

Включение/выключение флага Reflective определяет направление, относительно которого строится сферический сегмент для испускания лучей. Если флаг установлен (Reflective on) сфера строится относительно направления отражения света, определяемого свойствами материала и геометрии поверхности. Используется для расчета reflective occlusion. Если флаг отключен (Reflective off), сфера строится относительно нормали в точке поверхности, шейдер рассчитывает ambient occlusion.

Параметр Type (output_mode) определяет режим, в котором работает шейдер: 0 – стандартный ambient occlusion, 1 – шейдер работает как и в режиме "0", но дополнительно выполняется сэмплирование Environment: в направлениях сэмплирующих лучей производится выборка цвета из карт, заданных для environment, и для каждого цвета рассчитывается весовой коэффициент в зависимости от того, заблокировано данное направление геометрией или нет. Затем все цвета суммируются с учетом их весовых коэффициентов, умножаются на цвет, заданный в Bright и суммируются с цветом Dark. Поскольку направления сэмплирующих лучей довольно случайны, получаемые из растровых карт окружения цвета могут сильно отличаться между собой. Это особенно актуально, если в качестве карты используется HDRI – приводит к более сильной, относительно "чистого" цвета, зашумленности изображений и потому требует бОльшего количества сэмплирующих лучей для получения результата той же степени гладкости. Одним из способов преодоления этого недостатка является сильное размывание карт фильтром Gaussian Blur в программах обработки изображений, например – Adobe Photoshop для LDRI или HDRShop для HDRI. Другой способ – использовать процедурные карты окружения, например -– Gradient и Gradient Ramp.

Type = 2 предназначен для расчета направлений "искривления" нормалей поверхностей. При Вычисляется усредненное значение незаблокированной нормали в пространстве мировых координат и относительно него вычисляются отклонения всех остальных нормалей в зависимости от их заблокированности. Такие отклонения кодируется цветом, красный цвет характеризует величину отклонения по мировой оси координат x, зеленый – по оси y и синий – z. Type = 3 делает тоже самое , но в координатном пространстве камеры. Последние два режима предназначены для использования во внешних программах компоузинга и пост-обработки. Прием довольно часто используется в кинопроизводстве для изменения свойств освещения.

Если параметр Return occlusion in alpha установлен в положение "on", создается растровая черно-белая карта значений ambient occlusion, которая помещается в альфа-канал изображения. Результат расчетов будет зависеть от установленного режима работы шейдера (значения параметра Type).

Теперь попробуем применить все это на практике. Рассмотрим вот такую сцену: