理想光源

平台專屬指南

打造寫實 AR 體驗的一大關鍵,就是妥善設定光源。如果虛擬物件缺少陰影或包含無法反映周遭空間的閃光材質,使用者即使無法說明原因,也可以察覺該物體不夠合適。這是因為人類對於物體在周遭環境的照明方式而言,具有潛意識的認知。Lighting Estimation API 可分析此類提示的圖片,提供場景中照明的詳細資訊。接著,您就能在算繪虛擬物件時,利用這項資訊在與所在場景相同條件下打光,藉此讓使用者感到緊張且互動。

照明提示

Lighting Estimation API 提供詳細資料,可讓您在算繪虛擬物品時模擬各種光源提示。這些提示包括陰影、環境光度、陰影、光影亮點和反射。

陰影

陰影通常有方向性,可讓觀眾瞭解光源的來源。

環境光線

環境光度是來自周遭環境的整體散光燈,能夠清楚呈現所有事物。

陰影

陰影是指光線強度。舉例來說,同一個物件的不同部分,在同一場景中可以有不同的陰影層級,具體取決於觀眾的角度,以及物件與光源的距離。

特點介紹

光照亮的部分是直接反映光源的表面精巧片段。醒目顯示物件相對於場景中觀眾位置的變化。

回想

光線從表面間跳出的方式,取決於表面擁有鏡面 (高度反射) 或漫反射 (非反射) 屬性。舉例來說,金屬球的配置極高,反映了周遭環境,而另一顆漆成純霧灰色的球則會顯得差異。現實生活中的物件大多都具有這些屬性,可以想起手軟的保齡球或充分利用的信用卡。

反射表面也會擷取環境環境的顏色。物件的環境顏色會直接影響其環境顏色。舉例來說,在藍色房間中的白色球會採用藍調的色調。

環境 HDR 模式

這些模式包含各自獨立的 API,可精確估算定向光、陰影、光影射光和反射。

環境 HDR 模式會使用機器學習技術即時分析相機影像,再合成環境光度,以便呈現逼真的虛擬物體。

這項亮度預估模式提供:

  1. 主要方向燈:代表主要光源。可用於投射陰影。

  2. 環境球面諧音。代表場景中剩餘的環境光能。

  3. HDR 立方圖。可用於在閃亮金屬的物件中呈現反射。

您可以在不同的組合中使用這些 API,但這些 API 經過特別設計,能夠兩者搭配使用,藉此呈現最真實的效果。

主要方向燈

主要方向燈 API 會計算場景主要光源的方向和強度。這項資訊可讓場景中的虛擬物件顯示合理的位置的光亮,以及投射陰影,與其他可見的實際物件一致。

如要查看運作方式,請考慮使用兩張同一張虛擬火箭的圖片。左側圖片的火箭下方出現陰影,但其方向與場景中的其他陰影不符。在右側的火箭中,陰影朝向正確的方向。這是一個細微但重要的差別,且火箭位於場景中,因為陰影的方向和強度會更能符合場景中的其他陰影。

     

當主要光源或光源的拍攝物件在移動時,該物體的鏡射醒目顯示會根據光源的即時調整位置。

定向陰影也會根據主要光源的位置調整長度和方向,就像在真實世界中一樣。要說明這種效果,請思考一下左邊的假人是虛擬人,

環境球面諧音

除了主要方向的光能以外,ARCore 還會提供球面助手,代表場景中所有方向帶來的整體環境光。在算繪期間使用這項資訊,加入細微的線索,凸顯虛擬物件的定義。

假設有兩張圖片顯示同一個火箭模型,左側的火箭是以主要定向光源 API 偵測到的亮度估計資訊來算繪。右側的火箭是以主要方向亮度和環境球面調音 API 偵測到的資訊算繪。第二個火箭明顯有較多視覺定義,而且與場景更緊密融合。

     

HDR 立方圖

使用 HDR 立方體貼圖,以中等到高光澤的虛擬物品 (例如光亮金屬表面) 呈現真實反光效果。立方體也會影響物件的陰影和外觀。舉例來說,由藍色環境包圍的鏡片材質會反映藍色色調。計算 HDR 立方體需要少量的額外 CPU 運算。

您是否該使用 HDR 立方體,取決於物件如何反映周遭環境。虛擬火箭採用金屬材質,因此具備強大光譜元件,能直接反映周遭環境。因此受益於立方圖。另一方面,搭配純灰色霧面材質的虛擬物件則完全沒有鏡片元件。其顏色主要取決於擴散元件,因此不適用於立方圖。

這三個環境 HDR API 都用來算繪下方的火箭。HDR 立方格會啟用反射線提示,並進一步醒目顯示在場景中將物件完全對準地面。

以下是在光線不同光源的環境中,相同的火箭模型。這些場景全都是透過這三個 API 所提供的資訊轉譯,並套用了方向陰影。

           

環境強度模式

微光強度模式可判斷特定圖片的平均像素強度和色彩校正純量。這是粗略設定,專為打光不重要的用途 (例如烘焙光源的物體) 所設計。

像素強度

擷取場景中光線的平均像素強度。您可以將這個光源套用至整個虛擬物體。

顏色

偵測每個影格的白平衡。接著,您可以針對虛擬物件上色,讓物件更順利融入場景的整體著色。

環境探測

環境探測器可將 360 度相機檢視畫面整理成環境紋理,例如立方體地圖。這些紋理可用於拍攝逼真的虛擬物體,例如「反映」所在房間的虛擬金屬球。