Hướng dẫn dành riêng cho từng nền tảng
Android (Kotlin/Java)
Android NDK (C)
Unity (AR Foundation)
Unreal Engine
Một phần quan trọng để tạo ra trải nghiệm thực tế tăng cường chân thực là điều chỉnh ánh sáng cho phù hợp. Khi một đối tượng ảo thiếu bóng hoặc có chất liệu bóng loáng không phản chiếu không gian xung quanh, người dùng có thể cảm thấy đối tượng đó không phù hợp, ngay cả khi họ không thể giải thích lý do. Điều này là do con người vô thức nhận thấy các tín hiệu về cách vật thể được chiếu sáng trong môi trường của chúng. Lighting Estimation API phân tích những hình ảnh đã cho để tìm các 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 hiển thị các đối tượng ảo để chiếu sáng chúng trong cùng điều kiện với cảnh mà chúng được đặt vào, giúp người dùng cảm thấy chân thực và tương tác.
Chỉ dẫn về ánh sáng
Lighting Estimation API cung cấp dữ liệu chi tiết giúp bạn mô phỏng nhiều tín hiệu ánh sáng khi kết xuất các đối tượng ảo. Những tín hiệu này là bóng đổ, ánh sáng xung quanh, bóng mờ, điểm sáng và phản xạ.
Bóng
Bóng thường có 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 đến từ môi trường xung quanh, giúp mọi thứ trở nên rõ ràng.
Tô bóng
Độ đổ bóng là cường độ của ánh sáng. Ví dụ: các phần khác nhau của cùng một đối tượng có thể có mức độ đổ bóng khác nhau trong cùng một cảnh, tuỳ thuộc vào góc tương đối so với người xem và khoảng cách của đối tượng đó với nguồn sáng.
Điểm nổi bật phản chiếu
Vết sáng là những phần sáng bóng của bề mặt phản chiếu trực tiếp một 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 theo những cách khác nhau, tuỳ thuộc vào việc bề mặt đó có thuộc tính phản chiếu (có độ phản chiếu cao) hay khuếch tán (không phản chiếu). Ví dụ: một quả bóng kim loại sẽ có độ phản xạ cao và phản chiếu môi trường xung quanh, trong khi một quả bóng khác được sơn màu xám mờ sẽ khuếch tán ánh sáng. Hầu hết các vật thể trong thế giới thực đều có sự kết hợp của những thuộc tính này – hãy nghĩ đến một quả bóng bowling bị trầy xước hoặc một chiếc thẻ tín dụng được sử dụng nhiều.
Bề mặt phản chiếu cũng lấy màu từ môi trường xung quanh. Màu sắc của một vật thể có thể chịu ảnh hưởng trực tiếp từ màu sắc của môi trường xung quanh. Ví dụ: một quả bóng màu trắng trong phòng màu xanh dương sẽ có màu hơi xanh.
Chế độ HDR môi trường
Các chế độ này bao gồm các API riêng biệt cho phép ước tính ánh sáng chi tiết và chân thực cho ánh sáng định hướng, bóng đổ, điểm sáng phản chiếu và phản xạ.
Chế độ HDR môi trường sử dụng công nghệ học máy để phân tích hình ảnh từ camera theo thời gian thực và tổng hợp ánh sáng môi trường để hỗ trợ việc kết xuất chân thực các đối tượng ảo.
Chế độ ước tính ánh sáng này cung cấp:
Đèn định hướng chính. Biểu thị nguồn sáng chính. Có thể dùng để đổ bóng.
Hàm điều hoà cầu xung quanh. Biểu thị năng lượng ánh sáng xung quanh còn lại trong cảnh.
Cubemap HDR. Có thể dùng để kết xuất hiệu ứng phản chiếu trong các vật thể kim loại sáng bóng.
Bạn có thể sử dụng các API này theo nhiều cách kết hợp, nhưng chúng được thiết kế để sử dụng cùng nhau nhằm mang lại hiệu ứng chân thực nhất.
Đèn định hướng chính
API ánh sáng định hướng chính tính toán hướng và cường độ của nguồn sáng chính trong cảnh. Thông tin này cho phép các đối tượng ảo trong cảnh của bạn hiển thị các điểm nổi bật phản chiếu ở vị trí hợp lý và đổ bóng theo hướng nhất quán với các đối tượng thực khác có thể nhìn thấy.
Để tìm hiểu cách thức hoạt động của phương pháp này, hãy xem xét 2 hình ảnh sau đây của cùng một tên lửa ảo. Trong hình ảnh bên trái, có một bóng đổ dưới tên lửa nhưng hướng của bóng đổ này không khớp với các bóng đổ khác trong cảnh. Trong tên lửa bên phải, bóng đổ chỉ đúng hướng. Đây là một điểm khác biệt nhỏ nhưng quan trọng, giúp chiếc tên lửa có vẻ chân thực hơn trong cảnh vì hướng và cường độ của bóng phù hợp hơn với các bóng khác trong cảnh.
Khi nguồn sáng chính hoặc một vật thể được chiếu sáng đang chuyển động, vùng sáng phản chiếu trên vật thể sẽ điều chỉnh vị trí theo thời gian thực so với nguồn sáng.
Đổ bóng theo 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 là ma-nơ-canh ảo và một là ma-nơ-canh thật. Ma-nơ-canh bên trái là ma-nơ-canh ảo.
Hàm điều hoà cầu xung quanh
Ngoài năng lượng ánh sáng trong ánh sáng định hướng chính, ARCore còn cung cấp các hàm điều hoà cầu, biểu thị ánh sáng xung quanh tổng thể đến từ mọi hướng trong cảnh. Sử dụng thông tin này trong quá trình kết xuất để thêm các tín hiệu tinh tế giúp làm nổi bật định nghĩa về các đối tượng ảo.
Hãy xem xét 2 hình ảnh này 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 do cả API ánh sáng định hướng chính và API hài cầu xung quanh phát hiện. Tên lửa thứ hai rõ ràng có độ nét cao hơn và hoà vào cảnh một cách liền mạch hơn.
HDR cubemap
Sử dụng cubemap HDR để kết xuất các phản xạ chân thực trên các đối tượng ảo có độ bóng từ trung bình đến cao, chẳng hạn như các bề mặt kim loại sáng bóng. Cubemap cũng ảnh hưởng đến việc đổ bóng và hình thức của các đối tượng. Ví dụ: chất liệu của một đối tượng phản chiếu được bao quanh bởi môi trường màu xanh dương sẽ phản chiếu các sắc thái màu xanh dương. Việc tính toán cubemap HDR đòi hỏi một lượng nhỏ hoạt động tính toán bổ sung của CPU.
Việc bạn có nên sử dụng cubemap HDR hay không phụ thuộc vào cách một đối tượng phản chiếu môi trường xung quanh. Vì tên lửa ảo có màu kim loại, nên nó có một thành phần phản xạ mạnh mẽ, phản chiếu trực tiếp môi trường xung quanh. Do đó, nó được hưởng lợi từ cubemap. Mặt khác, một đối tượng ảo có chất liệu mờ màu xám nhạt hoàn toàn không có thành phần phản chiếu. Màu sắc của nó chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khuếch tán và sẽ không được hưởng lợi từ cubemap.
Cả 3 API HDR môi trường đều được dùng để kết xuất tên lửa bên dưới. Cubemap HDR cho phép các tín hiệu phản chiếu và làm nổi bật hơn nữa để đặt vật thể hoàn toàn vào cảnh.
Đây là cùng một mô hình tên lửa trong các môi trường có ánh sáng khác nhau. Tất cả các cảnh này đều được kết xuất bằng thông tin từ 3 API, có áp dụng bóng đổ định hướng.
Chế độ Cường độ ánh sáng xung quanh
Chế độ Cường độ môi trường xung quanh xác định cường độ trung bình của pixel và các hệ số điều chỉnh màu cho một hình ảnh nhất định. Đây là chế độ cài đặt thô được thiết kế cho các trường hợp sử dụng mà độ chính xác của ánh sáng không quan trọng, chẳng hạn như các đối tượng có ánh sáng được bắt sáng.
Cường độ pixel
Ghi lại cường độ trung bình của ánh sáng trong một cảnh. Bạn có thể áp dụng ánh sáng này cho toàn bộ đối tượng ảo.
Màu
Phát hiện cân bằng trắng cho từng khung hình. Sau đó, bạn có thể chỉnh sửa màu sắc của một đối tượng ảo để đối tượng đó hoà nhập mượt mà hơn vào màu sắc tổng thể của cảnh.
Thiết bị đo môi trường
Environment probes sắp xếp chế độ xem camera 360 độ thành các kết cấu môi trường, chẳng hạn như bản đồ khối. Sau đó, bạn có thể sử dụng các hoạ tiết này để chiếu sáng các đối tượng ảo một cách chân thực, chẳng hạn như một quả bóng kim loại ảo "phản chiếu" căn phòng mà quả bóng đó ở trong.