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参考资料

• 维基百科-环境光遮蔽
• 维基百科-屏幕空间环境光遮蔽
• LearnOpenGL-SSAO
• 知乎-游戏后期特效第四发 -- 屏幕空间环境光遮蔽(SSAO)
• CSDN-[图形学] 环境光遮蔽（AO)

AO （ambient occlusion）

说一下我的理解，TinyRenderer之前对光照的计算基于Phong光照模型，Phong光照模型是局部光照模型，环境光使用的都是常量，模拟的效果并不是特别逼真，比如管道内部比外部更暗，如果环境光是常数就看不出来这种感觉。我理解实时光线追踪技术实现成本比较高，AO的出现是采用相对折中的方法来达到效果的平衡。AO实现的方式很多，这里只记录SSAO。

SSAO

SSAO的实现可分为三个步骤: 计算AO, 模糊/滤波, 与Color Buffer混合.

计算AO

计算AO的核心问题在于如何取采样点并判断这些采样点是否被遮蔽.

• 第一个问题：如何去采样点？

  • 法向半球体(Normal-oriented Hemisphere)周围采样

• 第二个问题：如何判断下图中的采样点遮蔽情况呢

  • 将采样点全部投影到View Plane上, 相当于获取采样点的UV坐标, 并同时获取Depth Buffer中该UV坐标处的深度值. 随后比较采样点的深度和场景中该点的深度. 如果采样点的深度更大, 说明其被场景遮蔽. 最终将所有采样点的AO贡献求和, 即是该点的AO值

模糊/滤波

一种方式是采用高斯模糊

Color Buffer

一般加入Gamma Correction使得阴影更有层次感, 即最终结果为:

tex2D ( _MainTex, i.uv ) * pow ( ( 1 - occlusion ), 2.2 );

TinyRenderer

TinyRenderer的Lession8，首先介绍了AO的概念和半球采样。

demo中第一次先计算1000次半球采样的深度平均值，参考Lesson7的shadow的计算，将深度值以纹理的相同位置保存在了灰阶图片中，能看到的点保存为白色255，课程中的采样点的选取以随意eye的位置，在上半球上随机点选取。最终将每次循环得到的点的颜色进行加权平均。

下面是1000次采样的AO图。

这种全局采样的方法比较耗时，但是像前面所描述的，可以预先处理得到AO图像，下次渲染再使用以降低成本。

lession8并没有将AO的图应用在最终的渲染结果。

lesson7中没有加shadow计算，是下图的效果

根据tex2D ( _MainTex, i.uv ) * pow ( ( 1 - occlusion ), 2.2 );将AO图应用在渲染图得到下面的效果。

可以看到明暗效果确实比之前要好一些，但是明暗最终还是需要再调整（有时间再调整）

TinyRenderer 的 SSAO

//TODO