为虚拟对象添加逼真的光照

了解如何在您自己的应用中使用光照估计。

前提条件

在继续操作之前，请务必了解基本的 AR 概念以及如何配置 ARCore 会话。

使用适当的模式为每个会话配置一次 API

针对要使用的模式，在每个会话中配置一次光照估计。

环境 HDR

// Configure the session's lighting estimation mode for
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_ENVIRONMENTAL_HDR.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_ENVIRONMENTAL_HDR);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

环境光强度

// Configure the session's lighting estimation mode for
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

已停用

// Disable the session's lighting estimation mode.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_DISABLED);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

使用从光照估计中获得的值

如需使用从光照估计中获得的值，请获取每个帧的光照估计。

// Get the current frame.
ArFrame* ar_frame = NULL;
if (ArSession_update(session, ar_frame) != AR_SUCCESS) {
  LOGE("ArSession_update error");
  return;
}

// Get the light estimate for the current frame.
ArLightEstimate* ar_light_estimate = NULL;
ArLightEstimate_create(session, &ar_light_estimate);
ArFrame_getLightEstimate(session, ar_frame, ar_light_estimate);

ArLightEstimateState ar_light_estimate_state;
ArLightEstimate_getState(session, ar_light_estimate,
                         &ar_light_estimate_state);

// Check that the light estimate is valid before proceeding.
if (ar_light_estimate_state != AR_LIGHT_ESTIMATE_STATE_VALID) {
  LOGE("ArLightEstimateState is not valid.");
  ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);
  return;
}

然后，获取当前配置的环境 HDR 照明组件：

环境 HDR

// Get intensity and direction of the main directional light from the current
// light estimate.
float direction[3];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrMainLightDirection(
    session, ar_light_estimate, direction);

float intensity[3];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrMainLightIntensity(
    session, ar_light_estimate, intensity);

// Get ambient lighting as spherical harmonics coefficients.
float ambient_spherical_harmonics[27];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrAmbientSphericalHarmonics(
    session, ar_light_estimate, ambient_spherical_harmonics);

// Get HDR environmental lighting as a cubemap in linear color space.
ArImageCubemap cubemap_textures;
ArLightEstimate_acquireEnvironmentalHdrCubemap(session, ar_light_estimate,
                                               cubemap_textures);
int width = -1;
int height = -1;
int32_t format = -1;
for (int i = 0; i < 6; ++i) {
  ArImage* image_ptr = cubemap_textures[i];
  // We can access the cubemap texture data through ArImage APIs.
  ArImage_getWidth(session, image_ptr, &width);
  ArImage_getHeight(session, image_ptr, &height);
  ArImage_getFormat(session, image_ptr, &format);
  // Acquired image must be released with ArImage_release once it is no
  // longer needed.
  ArImage_release(image_ptr);
}
ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);

环境光强度

// Get the pixel intensity of AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY mode.
float pixel_intensity;
ArLightEstimate_getPixelIntensity(session, ar_light_estimate,
                                  &pixel_intensity);

// Get the pixel color correction of
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY mode.
float color_correction[4];
ArLightEstimate_getColorCorrection(session, ar_light_estimate,
                                   color_correction);
ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);

利用环境 HDR API 确保节能

能量守恒是指从表面反射的光的强度永远不会高于照射到表面之前的强度。此规则在基于物理的渲染中强制执行，但通常在视频游戏和移动应用中使用的旧版渲染流水线中省略。

如果您使用的是基于物理的渲染流水线并进行环境 HDR 光照估计，只需确保在虚拟对象中使用基于物理的材质即可。

不过，如果您未使用基于物理的流水线，则有以下几种选择：

  • 最理想的解决方案是迁移到基于物理的流水线。

  • 不过，如果无法实现这一点，一个不错的解决方法是将非基于物理的材质的反射率值乘以能量守恒系数。这样可以确保至少将 BRDF 着色模型转换为基于物理的着色模型。每种 BRDF 都有不同的系数，例如，对于漫反射，该系数为 1/Pi。