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यूनिटी (एआर फ़ाउंडेशन)
अनरियल इंजन
एआर के अनुभव को असली जैसा बनाने के लिए, सही रोशनी होना सबसे अहम है. जब किसी वर्चुअल ऑब्जेक्ट में कोई परछाई छूट जाती है या उसमें चमकीली सामग्री होती है जो आस-पास की जगह पर नहीं दिखती, तो उपयोगकर्ता यह समझ सकते हैं कि ऑब्जेक्ट पूरी तरह फ़िट नहीं हो रहा है. भले ही, वे इसकी वजह न बता पाएं. ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि इंसान खुद ही इस बात से जुड़े संकेतों को समझ लेता है कि उसके आस-पास कोई चीज़ किस तरह जलाई जाती है. लाइटिंग एस्टिमेशन एपीआई, इस तरह के संकेतों के लिए दी गई इमेज का विश्लेषण करता है. इससे किसी सीन की लाइटिंग के बारे में पूरी जानकारी मिलती है. इसके बाद, वर्चुअल ऑब्जेक्ट को रेंडर करते समय इस जानकारी का इस्तेमाल किया जा सकता है. इससे, उन्हें ठीक वैसे ही रोशन किया जा सकता है जैसे उन्हें किसी सीन में दिखाया गया था. इस तरह, उपयोगकर्ताओं को फ़ोकस में रखा जा सकता है और उनकी दिलचस्पी बनी रहती है.
लाइटिंग क्यू
लाइटिंग एस्टिमेशन एपीआई, ज़्यादा जानकारी वाला डेटा उपलब्ध कराता है. इसकी मदद से, वर्चुअल ऑब्जेक्ट को रेंडर करते समय, रोशनी के अलग-अलग संकेतों की नकल की जा सकती है. इन क्यू में परछाइयां, आस-पास की रोशनी, शेडिंग, स्पेक्ट्यूलर हाइलाइट, और रिफ़्लेक्शन शामिल हैं.
परछाई
शैडो अक्सर दिशात्मक होते हैं और दर्शकों को बताते हैं कि रोशनी के सोर्स कहां से आ रहे हैं.
परिवेशी प्रकाश
ऐंबियंट लाइट से पता चलता है कि आस-पास के आस-पास मौजूद किस तरह की रोशनी आती है. यह रोशनी, सभी चीज़ों को साफ़ तौर पर दिखाती है.
शेडिंग
शेडिंग का मतलब है, रोशनी की तीव्रता. उदाहरण के लिए, एक ही ऑब्जेक्ट के अलग-अलग हिस्सों की शेडिंग अलग-अलग हो सकती है. यह इस बात पर निर्भर करता है कि दर्शक का ऐंगल और ऑब्जेक्ट, लाइट सोर्स से कितना करीब है.
शानदार हाइलाइट
काल्पनिक हाइलाइट, सतहों के चमकदार हिस्से होते हैं, जो सीधे प्रकाश स्रोत को प्रतिबिंबित करते हैं. किसी सीन में दर्शक की पोज़िशन के हिसाब से, ऑब्जेक्ट की हाइलाइट बदलती हैं.
मनोदशा
सतह से बाहर आने पर रोशनी अलग-अलग तरह से बाउंस होती है. यह इस बात पर निर्भर करता है कि सतह में स्पेक्ट्रम (ज़्यादा परावर्तन) या डिफ़्यूज़ (परावर्तित नहीं) प्रॉपर्टी है. उदाहरण के लिए, धातु का बना बॉल बहुत खास होगा और उसके आस-पास का माहौल दिखेगा. जबकि, हल्के मैट ग्रे रंग से पेंट की गई दूसरी बॉल डिफ़्यूज़ होगी. असल दुनिया की ज़्यादातर चीज़ों में ये चीज़ें शामिल होती हैं - एक खिली हुई बॉलिंग बॉल के बारे में सोचें या क्रेडिट कार्ड का इस्तेमाल करें.
रिफ़्लेक्टिव सतहें भी आस-पास के माहौल से रंग लेती हैं. किसी ऑब्जेक्ट के वातावरण के रंग से सीधे तौर पर उसके रंग पर असर पड़ सकता है. उदाहरण के लिए, नीले रंग के कमरे में सफ़ेद रंग की गेंद का रंग नीला हो जाएगा.
एनवायरमेंटल एचडीआर मोड
इन मोड में अलग-अलग एपीआई होते हैं. इनकी मदद से, दिशा के हिसाब से लाइटिंग, परछाइयों, खास हाइलाइट, और रिफ़्लेक्शन के लिए, लाइटिंग की सटीक और पूरी जानकारी का अनुमान लगाया जा सकता है.
एनवायरमेंटल एचडीआर मोड, मशीन लर्निंग का इस्तेमाल करके रीयल टाइम में कैमरे की इमेज का विश्लेषण करता है. साथ ही, वर्चुअल ऑब्जेक्ट को असल में दिखाने के लिए, आस-पास की लाइटिंग को सिंथेसाइज़ करता है.
लाइटिंग का यह अनुमान लगाने वाला मोड, इन चीज़ों के बारे में बताता है:
मुख्य दिशा देने वाली लाइट. इससे रोशनी के मुख्य स्रोत की जानकारी मिलती है. इसकी मदद से गहरे हिस्सों को हल्का किया जा सकता है.
ऐंबियंट स्फ़ेरिकल हार्मोनिक्स. दृश्य में शेष परिवेशी प्रकाश ऊर्जा को दर्शाता है.
एक एचडीआर क्यूबमैप. इसका इस्तेमाल चमकदार धातु की चीज़ों में परछाई दिखाने के लिए किया जा सकता है.
इन एपीआई का इस्तेमाल अलग-अलग कॉम्बिनेशन में किया जा सकता है. हालांकि, इन्हें इस तरह डिज़ाइन किया जाता है कि इनका इस्तेमाल एक साथ इस्तेमाल करके, आपको ज़्यादा असरदार नतीजे मिलें.
मुख्य दिशा वाला लाइट
मुख्य डायरेक्शनल लाइट एपीआई, सीन के मुख्य लाइट सोर्स की दिशा और इंटेंसिटी का हिसाब लगाता है. इस जानकारी की मदद से, आपके सीन में वर्चुअल ऑब्जेक्ट, खास तौर पर हाइलाइट किए गए ऑब्जेक्ट को किसी खास जगह पर दिखा पाते हैं. साथ ही, इनसे आपको असल में दिखने वाले अन्य असल ऑब्जेक्ट की दिशा में परछाई दिखती है.
यह कैसे काम करता है, यह देखने के लिए एक ही वर्चुअल रॉकेट की इन दो इमेज को देखें. बाईं ओर की इमेज में, रॉकेट के नीचे एक परछाई दिख रही है, लेकिन उसकी दिशा, सीन में मौजूद दूसरी परछाई से मेल नहीं खाती. दाईं ओर मौजूद रॉकेट में, शैडो सही दिशा में इशारा करता है. यह एक मामूली लेकिन महत्वपूर्ण अंतर है, और यह सीन में रॉकेट को आधार बनाता है, क्योंकि परछाई की दिशा और तीव्रता सीन की अन्य परछाइयों से बेहतर तरीके से मेल खाती है.
जब मुख्य प्रकाश स्रोत या चमकीला ऑब्जेक्ट गति में होता है, तो ऑब्जेक्ट पर स्पेक्ट्यला हाइलाइट प्रकाश स्रोत के संबंध में रीयल टाइम में अपनी स्थिति को समायोजित कर लेता है.
दिशात्मक शैडो मुख्य प्रकाश स्रोत की स्थिति के सापेक्ष अपनी लंबाई और दिशा को भी समायोजित करते हैं, जैसा कि वे वास्तविक दुनिया में करते हैं. इस इफ़ेक्ट को दिखाने के लिए, इन दो पुतलों पर ध्यान दें, एक वर्चुअल और दूसरे को असली. बाईं ओर रखा पुतला वर्चुअल है.
ऐंबियंट स्फ़ेरिकल हार्मोनिक्स
मुख्य दिशा वाली रोशनी में रोशनी के साथ-साथ ARCore, गोलाकार हार्मोनिक्स भी उपलब्ध कराता है. इससे, सीन में सभी दिशाओं से आने वाली पूरी रोशनी का पता चलता है. वर्चुअल ऑब्जेक्ट की परिभाषा को समझाने वाले सूक्ष्म संकेत जोड़ने के लिए, रेंडरिंग के दौरान इस जानकारी का इस्तेमाल करें.
एक ही रॉकेट मॉडल की इन दो इमेज पर गौर करें. बाईं ओर मौजूद रॉकेट को, लाइटिंग के अनुमान की जानकारी का इस्तेमाल करके रेंडर किया गया है. यह जानकारी, डायरेक्शनल लाइट एपीआई की मदद से पहचानी गई है. दाईं ओर मौजूद रॉकेट को, मेन डायरेक्शन लाइट और ऐंबियंट स्फ़ेरिकल हार्मोनिक्स एपीआई, दोनों से मिली जानकारी का इस्तेमाल करके रेंडर किया गया है. दूसरे रॉकेट की परिभाषा साफ़-साफ़ दिखती है और यह सीन में बहुत आसानी से घुल-मिल जाता है.
एचडीआर क्यूबमैप
एचडीआर क्यूबमैप का इस्तेमाल करके, वर्चुअल चीज़ों (जैसे कि धातु की चमकदार सतह) से लेकर ज़्यादा चमक वाली वर्चुअल चीज़ों पर असल जैसा रिफ़्लेक्शन बनाएं. क्यूबमैप से ऑब्जेक्ट की शेडिंग और लुक पर भी असर पड़ता है. उदाहरण के लिए, नीले रंग के वातावरण से घिरा हुआ एक स्पेक्ट्रर ऑब्जेक्ट का मटीरियल नीले रंग दिखाएगा. एचडीआर क्यूबमैप को कैलकुलेट करने के लिए, कुछ अतिरिक्त सीपीयू कंप्यूटेशन की ज़रूरत होती है.
एचडीआर क्यूबमैप का इस्तेमाल करना चाहिए या नहीं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि कोई ऑब्जेक्ट, अपने आस-पास की चीज़ों को कैसे दिखाता है. वर्चुअल रॉकेट धातु का होने की वजह से, इसमें एक मज़बूत स्पेक्टुलर कॉम्पोनेंट होता है, जो सीधे इसके आस-पास के वातावरण को दिखाता है. इस तरह, इसे क्यूबमैप से फ़ायदा मिलता है. वहीं दूसरी ओर, हल्के स्लेटी रंग के मैट मटीरियल वाली वर्चुअल ऑब्जेक्ट में कोई स्पेक्ट्रर कॉम्पोनेंट बिलकुल नहीं होता है. इसका रंग मुख्य रूप से डिफ़्यूज़ कॉम्पोनेंट पर निर्भर करता है और इसे क्यूबमैप से कोई फ़ायदा नहीं मिलता.
यहां रॉकेट को रेंडर करने के लिए, एनवायरमेंटल एचडीआर के तीनों एपीआई इस्तेमाल किए गए हैं. एचडीआर क्यूबमैप, रिफ़्लेक्टिव क्यू की सुविधा देता है. साथ ही, ऑब्जेक्ट को सीन में पूरी तरह से हाइलाइट करता है.
यहां अलग-अलग रोशनी वाले माहौल में इसी रॉकेट मॉडल को दिखाया गया है. इन सभी सीन को रेंडर करने के लिए, तीन एपीआई से मिली जानकारी का इस्तेमाल किया गया था. इन सभी सीन को दिखाने के लिए, गहरे हिस्सों को हल्का किया गया था.
ऐंबियंट इंटेंसिटी मोड
ऐंबियंट इंटेंसिटी मोड, किसी इमेज के लिए औसत पिक्सल इंटेंसिटी और रंग में सुधार करने की सुविधा के स्केलर को तय करता है. यह एक खास सेटिंग है, जिसे इस्तेमाल के ऐसे मामलों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां सटीक लाइटिंग की ज़रूरत नहीं होती. जैसे, ऐसी चीज़ें जिनमें रोशनी बेक की गई हो.
पिक्सल की इंटेंसिटी
किसी सीन में रोशनी की औसत पिक्सल इंटेंसिटी को कैप्चर करता है. इस लाइटिंग को पूरे वर्चुअल ऑब्जेक्ट पर लागू किया जा सकता है.
रंग
हर अलग फ़्रेम के लिए व्हाइट बैलेंस का पता लगाता है. फिर आप किसी वर्चुअल ऑब्जेक्ट का रंग ठीक कर सकते हैं, ताकि वह दृश्य के पूरे रंग में आसानी से इंटिग्रेट हो जाए.
एनवायरमेंट प्रोब्स
एनवायरमेंट की जांच में कैमरे के 360 डिग्री व्यू को क्यूब मैप जैसी एनवायरमेंट टेक्सचर के हिसाब से व्यवस्थित किया जाता है. इन टेक्सचर का इस्तेमाल, वर्चुअल ऑब्जेक्ट को असल में रोशन करने के लिए किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, वर्चुअल मेटल बॉल जो कमरे के अंदर मौजूद “रिफ़्लेक्शन” करती है.