Hướng dẫn dành riêng cho nền tảng
Android (Kotlin/Java)
Android NDK (C)
Unity (Nền tảng AR)
Công cụ Unreal
Một phần quan trọng để tạo ra trải nghiệm thực tế tăng cường chân thực là đảm bảo ánh sáng phù hợp. Khi một vật thể ảo bị thiếu bóng hoặc có một chất liệu sáng bóng không phản ánh không gian xung quanh, người dùng có thể cảm nhận rằng vật thể đó không phù hợp, ngay cả khi họ không thể giải thích lý do. Đó là do con người vô thức nhận thấy các dấu hiệu về cách các vật thể được chiếu sáng trong môi trường của họ. Lighting ước tính API phân tích những hình ảnh cụ thể cho những tín hiệu như vậy, cung cấp thông tin chi tiết về ánh sáng trong một cảnh. Sau đó, bạn có thể sử dụng thông tin này khi kết xuất vật thể ảo để chiếu sáng chúng trong cùng điều kiện như cảnh mà chúng được đặt vào, giúp người dùng tiếp tục sử dụng và tập trung.
Dấu hiệu ánh sáng
API ước tính ánh sáng cung cấp dữ liệu chi tiết cho phép bạn bắt chước nhiều tín hiệu ánh sáng khi kết xuất vật thể ảo. Những tín hiệu này gồm có bóng, ánh sáng xung quanh, hiệu ứng đổ bóng, vùng sáng phản chiếu và bóng phản chiếu.
Bóng
Bóng thường có tính định hướng và cho người xem biết nguồn sáng đến từ đâu.
Ánh sáng xung quanh
Ánh sáng xung quanh là ánh sáng khuếch tán tổng thể đi vào từ xung quanh, giúp bạn nhìn thấy mọi thứ.
Tô bóng
Bóng là cường độ của ánh sáng. Ví dụ: nhiều phần của cùng một đối tượng có thể có mức đổ bóng khác nhau trong cùng một cảnh, tuỳ thuộc vào góc tương ứng với người xem và độ gần của vật đó với nguồn sáng.
Vùng sáng phản chiếu
Điểm sáng phản chiếu là các mảnh sáng bóng của bề mặt phản chiếu trực tiếp nguồn sáng. Điểm nổi bật trên một đối tượng thay đổi theo vị trí của người xem trong một cảnh.
Suy ngẫm
Ánh sáng phản chiếu trên các bề mặt sẽ khác nhau tuỳ thuộc vào việc bề mặt đó có đặc tính phản chiếu (phản chiếu cao) hay khuếch tán (không phản chiếu). Ví dụ: một quả bóng bằng kim loại sẽ có tính phản chiếu cao và phản ánh môi trường của nó, trong khi một quả bóng khác được sơn màu xám mờ mờ sẽ được khuếch tán. Hầu hết các vật thể trong thế giới thực đều kết hợp các đặc điểm này — chẳng hạn như một quả bóng bowling đã được đánh bóng hoặc một thẻ tín dụng được sử dụng đúng cách.
Bề mặt phản chiếu cũng bắt màu từ môi trường xung quanh. Màu của một đối tượng có thể chịu ảnh hưởng trực tiếp của màu của môi trường đối tượng đó. Ví dụ: một quả bóng màu trắng trong căn phòng màu xanh dương sẽ có màu hơi xanh.
Chế độ HDR môi trường
Những chế độ này bao gồm nhiều API riêng biệt cho phép ước tính ánh sáng chi tiết và thực tế đối với ánh sáng định hướng, bóng đổ, vùng sáng phản chiếu và bóng phản chiếu.
Chế độ HDR môi trường sử dụng công nghệ học máy để phân tích hình ảnh camera theo thời gian thực và tổng hợp ánh sáng môi trường nhằm hỗ trợ kết xuất các vật thể ảo chân thực.
Chế độ ước tính ánh sáng này cung cấp:
Đèn định hướng chính. Đại diện cho nguồn sáng chính. Có thể dùng để đổ bóng.
Sóng hài hình cầu môi trường xung quanh. Đại diện cho năng lượng ánh sáng xung quanh còn lại trong cảnh.
Bản đồ hình lập phương HDR. Có thể dùng để phản chiếu trong các vật thể kim loại sáng bóng.
Bạn có thể sử dụng các API này theo nhiều cách, nhưng chúng được thiết kế để sử dụng cùng nhau nhằm mang lại hiệu quả chân thực nhất.
Đèn định hướng chính
API ánh sáng định hướng chính tính toán hướng và cường độ của nguồn sáng chính của cảnh. Thông tin này cho phép các đối tượng ảo trong cảnh của bạn hiện những vùng sáng phản chiếu có vị trí hợp lý và đổ bóng theo hướng nhất quán với các đối tượng thực có thể nhìn thấy khác.
Để tìm hiểu cách hoạt động của mô hình này, hãy xem xét 2 hình ảnh sau đây của cùng một tên lửa ảo. Trong hình ảnh bên trái, có một bóng đổ bên dưới tên lửa nhưng hướng của tên lửa này không khớp với những bóng khác trong cảnh. Trong tên lửa ở bên phải, bóng chỉ đi theo đúng hướng. Đó là sự khác biệt nhỏ nhưng quan trọng và là yếu tố tạo nên tên lửa trong cảnh này vì hướng và cường độ của bóng phù hợp hơn với những bóng khác trong cảnh.
Khi nguồn sáng chính hoặc một đối tượng được chiếu sáng đang chuyển động, điểm nhấn phản chiếu trên đối tượng sẽ điều chỉnh vị trí của đối tượng đó theo thời gian thực so với nguồn sáng.
Bóng định hướng cũng điều chỉnh độ dài và hướng tương ứng với vị trí của nguồn sáng chính, giống như trong thế giới thực. Để minh hoạ hiệu ứng này, hãy xem xét 2 ma-nơ-canh này, một người ảo và một người thực. Ma-nơ-canh bên trái là người ảo.
Cấu trúc điều hoà hình cầu xung quanh
Ngoài năng lượng ánh sáng trong ánh sáng định hướng chính, ARCore còn tạo ra sóng hài hình cầu, thể hiện toàn bộ ánh sáng xung quanh đến từ mọi hướng trong cảnh. Sử dụng thông tin này trong quá trình kết xuất để thêm các chú thích tinh tế làm nổi bật định nghĩa của các đối tượng ảo.
Hãy xem xét 2 hình ảnh sau đây của cùng một mô hình tên lửa. Tên lửa ở bên trái được kết xuất bằng thông tin ước tính ánh sáng do API ánh sáng định hướng chính phát hiện. Tên lửa ở bên phải được kết xuất bằng thông tin được cả API ánh sáng hướng chính và API sóng hài hình cầu của môi trường xung quanh phát hiện. Tên lửa thứ hai rõ ràng có hình ảnh rõ ràng hơn và hoà hợp nhịp nhàng hơn vào cảnh vật.
Bản đồ hình lập phương HDR
Sử dụng bản đồ hình lập phương HDR để kết xuất những phản chiếu chân thực trên các vật thể ảo có độ bóng từ trung bình đến cao, chẳng hạn như bề mặt kim loại sáng bóng. Sơ đồ lập phương cũng ảnh hưởng đến việc đổ bóng và giao diện của đối tượng. Ví dụ: vật chất của một vật thể phản chiếu bao quanh bởi môi trường màu xanh dương sẽ phản chiếu màu xanh dương. Việc tính toán biểu đồ khối HDR cần phải thực hiện thêm một ít công việc tính toán CPU.
Việc bạn có nên sử dụng bản đồ lập phương HDR hay không phụ thuộc vào cách một đối tượng phản chiếu môi trường xung quanh. Do tên lửa ảo có chất kim loại, nên nó có thành phần hình gương mạnh mẽ, trực tiếp phản ánh môi trường xung quanh nó. Do đó, mô-đun này được hưởng lợi từ sơ đồ lập phương. Mặt khác, một vật thể ảo có vật liệu mờ màu xám xỉn màu không có thành phần phản chiếu. Màu sắc của lớp này chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khuếch tán và sẽ không được hưởng lợi từ bản đồ lập phương.
Cả ba API Environmental HDR đều được dùng để hiển thị tên lửa dưới đây. Bản đồ hình lập phương HDR kích hoạt các tín hiệu phản chiếu và làm nổi bật thêm để tiếp đất hoàn toàn đối tượng trong cảnh.
Dưới đây là cùng một mô hình tên lửa trong những môi trường có ánh sáng khác nhau. Tất cả những cảnh này được kết xuất bằng thông tin từ 3 API có áp dụng bóng định hướng.
Chế độ Cường độ môi trường xung quanh
Chế độ Cường độ môi trường xung quanh xác định cường độ pixel trung bình và đại lượng vô hướng chỉnh màu cho một hình ảnh nhất định. Đây là một chế độ cài đặt tương đối được thiết kế cho các trường hợp sử dụng khi ánh sáng chính xác không quan trọng, chẳng hạn như các vật thể có ánh sáng bắt sáng.
Cường độ pixel
Ghi lại cường độ pixel trung bình của ánh sáng trong một cảnh. Bạn có thể áp dụng ánh sáng này cho toàn bộ vật thể ảo.
Màu
Phát hiện cân bằng trắng cho từng khung hình. Sau đó, bạn có thể chỉnh màu cho một đối tượng ảo để đối tượng đó hoà hợp với màu tổng thể của cảnh.
Đầu dò môi trường
Đầu dò môi trường sắp xếp chế độ xem camera 360 độ thành hoạ tiết môi trường như bản đồ khối. Sau đó, hệ thống có thể sử dụng những hoạ tiết này để chiếu sáng các vật thể ảo như thật, chẳng hạn như một quả cầu kim loại ảo "phản chiếu" chính căn phòng của vật thể đó.