Surface Space Ambient Occlusion

Surface Space Ambient Occlusionの使用方法を説明します．

Surface Space Ambient Occlusion (SSAO) は，レイトレーシングよりも効率的に影を近似でき，同様の結果を得ることができます．近くのメッシュが近くの光源を遮ることで互いに及ぼすオクルージョン効果をプロットしたい場合に使用します．

詳しくは Kitware: Screen-Space Ambient Occlusion をご覧ください

# First, let's create several cubes nearby each other

import pyvista as pv
from pyvista import examples

grid = pv.ImageData(dimensions=(5, 5, 5)).explode(0.2)

デフォルトでプロットする

これを SSAO なしでプロットしてみましょう．各キューブで照明が同じであることに注意してください．

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(grid)
pl.show()

SSAOを使ったプロット

今度はこれをSSAOでプロットしてみましょう．隣接するキューブが互いの照明に影響を与え，人工的でないように見えることに注意してください．

低い kernel_size では，画質を犠牲にして，画像のレンダリングが速くなります．

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(grid)
pl.enable_ssao(kernel_size=32)
pl.show()

SSAOレンダリングの改善

ここでは，SSAO の品質を向上させるために kernel_size を大きくし，SSAO から生じるアーティファクトを滑らかにするために SSAA アンチエイリアシングも有効にしています．

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(grid)
pl.enable_ssao(kernel_size=128)
pl.enable_anti_aliasing('ssaa')
pl.show()

SSAOを使用しないCADモデルの作図

こちらもSSAOを使わない例です．これはRaspberry PIの筐体のCADモデルです．

mesh = examples.download_cad_model_case()

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(mesh, smooth_shading=True, split_sharp_edges=True)
pl.enable_anti_aliasing('ssaa')
pl.camera.zoom(1.7)
pl.show()

SSAOを使ったプロット

同じCADモデルをSSAOで表示したところです．シーンの大きさが相対的に大きくなったため， radius と bias の両方を大きくする必要があったことに注意してください．

オクルージョンはまだかなり小さいようですが，注意してください．次の例では， radius を大きくして，オクルージョンの効果を大きくしてみましょう．

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(mesh, smooth_shading=True, split_sharp_edges=True)
pl.enable_ssao(radius=2, bias=0.5)
pl.enable_anti_aliasing('ssaa')
pl.camera.zoom(1.7)
pl.show()

半径を大きくする

ここでは，ケースオクルージョンが過剰にならずにリアルに見える程度に radius を大きくしています．

pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(mesh, smooth_shading=True, split_sharp_edges=True)
pl.enable_ssao(radius=15, bias=0.5)
pl.enable_anti_aliasing('ssaa')
pl.camera.zoom(1.7)
pl.show()