Optimiser l'éclairage

Guides spécifiques à chaque plate-forme

Choisir le bon éclairage est essentiel pour créer des expériences de RA réalistes. Lorsqu'un objet virtuel manque d'ombre ou présente un matériau brillant qui ne reflète pas l'espace environnant, les utilisateurs peuvent avoir l'impression que l'objet ne va pas tout à fait, même s'ils ne peuvent pas expliquer pourquoi. En effet, les humains perçoivent inconsciemment des indices concernant la façon dont les objets sont allumés dans leur environnement. L'API Lighting Estimation analyse des images données pour identifier ces signaux et fournit des informations détaillées sur l'éclairage d'une scène. Vous pouvez ensuite utiliser ces informations lorsque vous affichez des objets virtuels pour les éclairer dans les mêmes conditions que la scène dans laquelle ils se trouvent, ce qui maintient l'engagement et l'engagement des utilisateurs.

Indices d'éclairage

L'API Lighting Estimation fournit des données détaillées qui vous permettent d'imiter différents indicateurs d'éclairage lorsque vous affichez des objets virtuels. Ces repères sont les ombres, la lumière ambiante, les ombres, les tons clairs spéculaires et les reflets.

Ombres

Les ombres sont souvent directionnelles et indiquent aux spectateurs d'où proviennent les sources de lumière.

Lumière ambiante

La lumière ambiante est la lumière diffuse globale qui provient de l'environnement et rend tout ce qui est visible.

Ombrage

L'ombre est l'intensité de la lumière. Par exemple, différentes parties d'un même objet peuvent avoir différents niveaux d'ombrage dans la même scène, en fonction de l'angle par rapport au spectateur et de sa proximité avec une source lumineuse.

Points forts spéculaires

Les tons clairs spéculaires sont les surfaces brillantes qui reflètent directement une source de lumière. La mise en surbrillance d'un objet change en fonction de la position d'un spectateur dans une scène.

Humeur

Le rebond de la lumière sur les surfaces varie selon que la surface présente des propriétés spéculaires (hautement réfléchissante) ou diffuses (non réfléchissantes). Par exemple, une balle métallique sera très spéculaire et reflétera son environnement, tandis qu'une autre balle peinte en gris mat terne sera diffuse. La plupart des objets du monde réel ont une combinaison de ces propriétés : pensez à une balle de bowling arrachée ou à une carte de crédit bien utilisée.

Les surfaces réfléchissantes captent également les couleurs de l'environnement ambiant. La couleur d'un objet peut être directement affectée par la couleur de son environnement. Par exemple, une balle blanche dans une pièce bleue aura une teinte bleutée.

Mode HDR environnemental

Ces modes sont constitués d'API distinctes qui permettent une estimation précise et réaliste de la luminosité pour l'éclairage directionnel, les ombres, les tons clairs spéculaires et les reflets.

Le mode HDR environnemental s'appuie sur le machine learning pour analyser les images de l'appareil photo en temps réel et synthétiser l'éclairage ambiant afin de proposer un rendu réaliste d'objets virtuels.

Ce mode d'estimation de la luminosité fournit:

1. Voyant directionnel principal. Représente la source de lumière principale. Peut être utilisé pour projeter des ombres.

2. harmoniques sphériques ambiantes. Représente l'énergie de lumière ambiante restante dans la scène.

3. Un cubemap HDR : Peut être utilisé pour afficher les reflets dans des objets métalliques brillants.

Vous pouvez combiner ces API dans différentes combinaisons, mais elles ont été conçues pour être utilisées ensemble pour obtenir l'effet le plus réaliste possible.

Voyant directionnel principal

L'API de lumière directionnelle principale calcule la direction et l'intensité de la source lumineuse principale de la scène. Ces informations permettent aux objets virtuels de votre scène d'afficher des tons clairs spéculaires raisonnablement positionnés et de projeter des ombres dans une direction cohérente avec les autres objets réels visibles.

Pour comprendre comment cela fonctionne, examinez ces deux images de la même fusée virtuelle. Dans l'image de gauche, il y a une ombre sous la fusée, mais sa direction ne correspond pas aux autres ombres de la scène. Dans la fusée à droite, l'ombre pointe dans la bonne direction. Il s'agit d'une différence subtile, mais importante, qui ancre la fusée dans la scène, car la direction et l'intensité de l'ombre correspondent mieux aux autres ombres de la scène.

     

Lorsque la source de lumière principale ou un objet allumé est en mouvement, la mise en évidence spéculaire sur l'objet ajuste sa position en temps réel par rapport à la source de lumière.

Les ombres directionnelles ajustent également leur longueur et leur direction par rapport à la position de la source lumineuse principale, comme dans le monde réel. Pour illustrer cet effet, prenons deux mannequins, l'un virtuel et l'autre réel. Le mannequin de gauche est le mannequin virtuel.

Harmoniques sphériques ambiantes

En plus de l'énergie lumineuse de la lumière principale directionnelle, ARCore fournit des harmoniques sphériques représentant la lumière ambiante globale provenant de toutes les directions de la scène. Utilisez ces informations lors du rendu pour ajouter des repères subtils qui font ressortir la définition des objets virtuels.

Prenons ces deux images du même modèle de fusée. Le rendu de la fusée à gauche est effectué à l'aide des informations d'estimation de la luminosité détectées par l'API principale de lumière directionnel. Le rendu de la fusée de droite repose sur les informations détectées par les API d'harmonique sphérique ambiant et de lumière principale. La deuxième fusée offre clairement une plus grande définition visuelle et se fond harmonieusement dans la scène.

     

Carte cubique HDR

Utilisez le cubemap HDR pour afficher des réflexions réalistes sur des objets virtuels de brillance moyenne à élevée, comme des surfaces métalliques brillantes. Le cubemap affecte également l'ombrage et l'apparence des objets. Par exemple, la matière d'un objet spéculaire entouré d'un environnement bleu reflète des teintes bleues. Le calcul du cubemap HDR nécessite une petite quantité de calculs supplémentaires du processeur.

L'utilisation ou non d'une carte cubique HDR dépend de la façon dont un objet reflète son environnement. La fusée virtuelle étant métallique, elle possède un composant spéculaire puissant qui reflète directement l'environnement qui l'entoure. Il bénéficie donc du cubemap. En revanche, un objet virtuel dans une matière gris mat terne ne présente aucun composant spéculaire. Sa couleur dépend principalement du composant diffuse et ne bénéficierait pas d'un cubemap.

Les trois API Environmental HDR ont été utilisées pour effectuer le rendu de la fusée ci-dessous. La carte cubique HDR active les repères réfléchissants et met en avant l'intégralité de l'objet dans la scène.

Voici le même modèle de fusée dans des environnements éclairés différemment. Toutes ces scènes ont été affichées à l'aide des informations des trois API, avec des ombres directionnelles appliquées.

           

Mode Intensité ambiante

Le mode Intensité ambiante détermine l'intensité moyenne des pixels et les scalaires de correction des couleurs pour une image donnée. Il s'agit d'un paramètre approximatif destiné aux cas d'utilisation où la précision de l'éclairage n'est pas essentielle, comme les objets intégrant un éclairage.

Intensité des pixels

Capture l'intensité moyenne en pixels de l'éclairage dans une scène. Vous pouvez appliquer cet éclairage à tout un objet virtuel.

Couleur

Détecte la balance des blancs de chaque image. Vous pouvez ensuite corriger la couleur d'un objet virtuel pour qu'il s'intègre plus doucement à la couleur globale de la scène.

Vérifications de l'environnement

Les sondes d'environnement organisent des vues de caméras à 360 degrés dans des textures d'environnement telles que des cubes. Ces textures peuvent ensuite être utilisées pour éclairer de façon réaliste des objets virtuels, comme une boule de métal virtuelle qui "reflète" la pièce dans laquelle elle se trouve.