일반적인 game scene 에서의 SSAO 요소.
SSAO 와 diffuse lighting 을 비교.
Screen Space Ambient Occlusion( SSAO ) 는 이미 잘 알려진 ambient occlusion 이라는 효과를 실시간에 효율적으로 근사계산하기 위한 rendering 기법입니다. 이것은 Crysis 라는 PC game 에서 2007 년에 처음 사용되었습니다.
이 algorithm 은 순수하게 computer 의 GPU 상에서 실행되며, texture 에 저장된 scene depth buffer 를 분석함으로써 pixel shader 로서 구현됩니다. 화면상의 모든 pixel 에 대해서 pixel shader 는 현재 pixel 주변의 깊이값들을 sampling 하고 sampling 된 각 point 로부터 occlusion 의 총합을 게산하려고 시도합니다. 가장 단순한 구현에서는 occlusion factor 는 현재 point 와 sampling 된 point 사이의 깊이 차에만 의존합니다.
부가적인 세련된 방식을 사용하지 않는다면 그러한 막무가내식( brute force ) 기법은 좋은 가시 품질을 위해 pixel 당 약 200 번의 texture read 를 요구할 것입니다. 이것은 현대의 graphic hardware 상에서 실시간 rendering 에 적합하지 않습니다. 더 적게 read 하면서 더 좋은 결과를 얻기 위해서 sampling 은 무작위적으로 회전되는 kernel 을 사용해 수행됩니다. 최종 이미지에서 high-frequency noise 만을 획득하기 위해서 이 kernel orientation 은 모든 N screen pixel 들에 대해 반복됩니다. 마지막으로 이러한 high freqency noise 들은 NxN 크기의 후처리 blurring 단계에서 거의 대부분 제거되는데 깊이 불연속성을 고려하게 됩니다( 인접한 normal 과 dpeth 를 비교하는 것과 같은 기법을 사용하게 됩니다 ). 그러한 방식은 pixel 당 16 개 혹은 그 이하의 깊이 sample 을 사용해 고품질의 결과를 얻을 수 있게 해 주며, 기본적으로 computer game 과 같은 실시간 응용프로그램에서 SSAO 를 사용할 수 있게 해 줍니다.
다른 ambient occlusion 방식과 비교해 SSAO 는 다음과 같은 이점을 가집니다 :
- Scene 복잡도에 독립적.
- Data 에 대한 전처리, loading time, system memory 할당을 필요로 하지 않음.
- 동적 scene 에서 잘 동작함.
- 화면상의 모든 pixel 에 대해 동일한 방식이 적용됨.
- CPU 를 사용하지 않음 - 온전히 GPU 상에서 실행됨.
- 현대 graphics pipeline 과 쉽게 통합됨.
물론 단점도 가지고 있습니다 :
- Rather local and in many cases view-dependent, as it is dependent on adjacent texel depth which may be generated by any geometry whatsover.
- 개체의 모서리 같은 곳에서 깊이 불연속성을 저해하지 않고 올바른 smooth/blur 를 하기 어렵다( the occlusion should not "bleed" onto objects ).
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