Screen Space Ambient Occlusion (SSAO)

Obwohl die Grafikkarten mit jeder Generation immer leistungsfähiger werden, ist es auch heutzutage nur eingeschränkt möglich, globale Beleuchtungsmodelle im Rahmen von Echtzeit-Anwendungen zu implementieren. Lange Zeit begnügte man sich mit dem Einsatz von sogenannten lokalen Beleuchtungsmodellen, bei denen man lediglich den Einfluss der einzelnen Lichtquellen berücksichtigt und die indirekte (ambiente) Beleuchtung durch einen konstanten Faktor annähert. Die Schwierigkeit, indirekte Beleuchtungseinflüsse zu berechnen, ergibt sich aus der Tatsache, dass jede sichtbare Oberfläche Licht reflektiert und damit zur Beleuchtung oder Abdunkelung benachbarter Oberflächen beiträgt.

Mithilfe der Screen Space Ambient Occlusion (SSAO) Technik ist es möglich, die indirekte Beleuchtung im Rahmen des Post Processings einigermaßen glaubwürdig zu realisieren. Es muss betont werden, dass es sich beim Ambient-Occlusion-Modell (Umgebungsverdeckung) um ein rein empirisches Verfahren handelt, welches auf der alltäglichen Beobachtung basiert, dass Flächen bzw. Szenenpixel, die im geringen Abstand von anderen Flächen umgeben sind, dunkler erscheinen als freiliegende Flächen. Ein weiteres Problem ergibt sich aus der Tatsache, dass im Screen Space nur ein Teil der für die Verdeckungs-Berechnung benötigten geometrischen Informationen zur Verfügung steht (nämlich nur das, was man sieht), wodurch es nahezu zwangsläufig zu Berechnungsfehlern und Artefaktbildung kommt.

Links:

Seminararbeit von Michael Firbach aus dem Jahr 2009 (Deutsch):

http://w3-o.cs.hm.edu/~nischwit/Hauptseminar/2009/Seminararbeit_Firbach.pdf

NVIDIA SSAO Programmbeispiel

http://developer.download.nvidia.com/SDK/10.5/Samples/ScreenSpaceAO.zip

SSAO-Implementierung im Spiel “Two Worlds”:

http://www.drobot.org/pub/GCDC_SSAO_RP_29_08.pdf

weitere englischsprachige Links:

http://www.gamedev.net/page/resources/_/reference/programming/140/lighting-and-shading/a-simple-and-practical-approach-to-ssao-r2753?pg=1

http://developer.download.nvidia.com/SDK/10.5/direct3d/Source/ScreenSpaceAO/doc/ScreenSpaceAO.pdf

http://developer.download.nvidia.com/presentations/2008/GDC/GDC08_Ambient_Occlusion.pdf

http://developer.download.nvidia.com/presentations/2008/SIGGRAPH/HBAO_SIG08b.pdf