Screen Space Global Illumination (SSGI) je technika používaná v počítačové grafice pro simulaci globálního osvětlení (GI) v reálném čase. Na rozdíl od tradičních metod GI, které jsou výpočetně náročné, SSGI využívá informace již přítomné v obrazovce k vytvoření iluze realistického osvětlení a stínování bez výrazného zatížení systémových prostředků.

Zjednodušené vysvětlení: Jak funguje Screen Space Global Illumination (SSGI)?

Představte si, že máte fotografii interiéru místnosti. Tradiční osvětlení by bralo v úvahu jen přímé světlo ze zdroje, například z lampy. SSGI jde o krok dál. Analyzuje pixely na obrazovce a „odhaduje“, jak se světlo odráží od povrchů – například od stěny na podlahu. Funguje to tak, že systém „vystřelí“ paprsky z každého pixelu na obrazovce a zjišťuje, zda narazí na jiný objekt. Pokud ano, přenese barvu a intenzitu světla z tohoto objektu zpět na původní pixel, čímž simuluje sekundární odrazy světla.

Samozřejmě, SSGI má svá omezení. Jelikož pracuje pouze s informacemi přítomnými na obrazovce, nebere v úvahu objekty nebo světelné zdroje, které jsou mimo zorné pole. Přesto tato technika dokáže výrazně zlepšit vizuální kvalitu hry přidáním přirozeného a realistického osvětlení.

Proč je to důležité? (Vliv na vizuál a hratelnost)

  • Realističtější osvětlení a stíny: SSGI přidává jemné odstíny a barevné odrazy, které vytvářejí přirozenější vzhled scény.
  • Zvýšená hloubka a prostorovost: Díky simulaci odrazů světla získávají objekty plastičtější a trojrozměrnější dojem.
  • Ponoření do světa: Realističtější osvětlení přispívá k celkovému ponoření hráče do herního světa.
  • Efektivní využití zdrojů: Oproti tradičním metodám GI nabízí SSGI poměrně efektivní simulaci globálního osvětlení bez nadměrného zatížení hardwaru.

Příklady v praxi: Které hry využívají Screen Space Global Illumination (SSGI)?

Technologii Screen Space Global Illumination (SSGI) využívá mnoho moderních her ke zlepšení vizuálního zážitku. Například, Cyberpunk 2077 využívá SSGI k vytvoření realistického městského prostředí s dynamickým osvětlením. Hra Control také využívá SSGI pro vylepšení odrazů a celkového osvětlení v uzavřených prostorách. Podobně Metro Exodus využívá SSGI pro realistické zobrazení dynamického osvětlení v post-apokalyptickém světě.

Výhody a nevýhody

Výhody

  • Výrazné zlepšení vizuální kvality a realismu osvětlení.
  • Relativní nízké nároky na hardware v porovnání s jinými metodami globálního osvětlení.
  • Jednoduchá implementace do stávajících herních enginů.

Nevýhody

  • Omezené informace pouze na to, co je viditelné na obrazovce.
  • Potenciální artefakty a nepřesnosti ve scéně.
  • Závislost na kvalitě vstupních dat (textur a geometrie).

Související technologie

Screen Space Global Illumination (SSGI) úzce souvisí s dalšími technikami osvětlení a renderingu, jako jsou Ambient Occlusion (AO), Ray Traced Global Illumination (RTGI) a tradiční metody Global Illumination (GI). AO poskytuje základní stínování v rozích a záhybech, zatímco RTGI využívá ray tracing pro přesnější simulaci globálního osvětlení. SSGI představuje kompromis mezi těmito dvěma přístupy, nabízí vizuální zlepšení s menšími nároky na výkon.

Technologie v kostce

Typ Technologie Renderování
Hlavní Přínos Realistické globální osvětlení s efektivním využitím zdrojů
Klíčoví Vývojáři Používá se v různých herních enginech (Unity, Unreal Engine)
Typické Použití Simulace odrazů světla a globálního osvětlení v reálném čase
Příklady Her Cyberpunk 2077, Control, Metro Exodus