¿Qué es la oclusión ambiental y para qué sirve?

La oclusión ambiental es un método de iluminación y renderizado que se utiliza en escenas 3D para calcular la exposición de un punto en la escena, como sería el mapa de un juego, a la iluminación ambiental. De este modo, la oclusión ambiental sirve para calcular las sombras “globales” que surgirían de cualquier otro método de iluminación global que se utilice en la misma escena, proporcionando un sombreado base sobre el que trabajar.

Sin embargo, debido a que la oclusión ambiental trabaja sobre la base de la accesibilidad de iluminación global a un punto concreto, será muy raro que nos encontremos con sombras definidas, de modo que no es el único método de sombreado en el que podemos confiar a la hora de contar con un sombreado realista en nuestros juegos o renders.

En cambio, activando o desactivando la oclusión ambiental, estamos activando o desactivando la posibilidad de contar con zonas más claras y zonas más oscuras en base a si nos encontramos en una zona despejada o cubierta, además de contar con sombras más suaves de lo que tendríamos sin oclusión ambiental.

Existen alrededor de una decena de tipos de oclusión ambiental, cada una con sus ventajas y desventajas, y como era de esperar, con la aparición de GPUs con soporte para RayTracing, empezando desde las NVIDIA RTX 20, conseguimos también un nuevo método de iluminación global que tiene en cuenta los rebotes de la luz en superficies cercanas para añadir un nuevo nivel de realismo al sombreado de zonas que con métodos tradicionales podrían aparecer más oscuras, al no calcularse la posibilidad de rebotes de luz. Con ello, conseguimos una inmersión mucho mayor en nuestras partidas de una forma casi subconsciente.

Algunos de los métodos más comunes para realizar cálculos de oclusión ambiental son SSAO (Screen Space Ambient Occlusion) o SSDO (Screen Space Directional Occlusion), aunque como mencionamos, también está tomando fuerza el RTAO (Ray-Traced Ambient Occlusion). Eventualmente, es posible que veamos otras tecnologías imponerse, pero a día de hoy, estas tres son las principales.

La función principal de la oclusión ambiental es permitir contar con una iluminación más suave gracias a un sombreado basado en la accesibilidad que una fuente de luz lejana y difusa tiene a cada punto concreto de la escena, algo que se puede determinar con extrema granularidad.

Asimismo, esto llega con gran diferencia de lo que una fuente de luz cercana o no difusa puede generar, ya que habitualmente esto llega en forma de sombras con bordes mucho más definidos, algo que podría no verse bien en determinadas situaciones, como sería la sombra de un árbol con follaje detallado, cada vez más común en juegos.

Esto también nos puede ayudar en interiores, dando más sentido a la iluminación que podemos encontrar alrededor de lámparas o ventanas, especialmente si contamos con algún tipo de oclusión ambiental basada en RayTracing, la cual puede tener en cuenta los rebotes de la luz para proporcionar una zona más clara donde los métodos tradicionales crearían una sombra pura.

En general, la oclusión ambiental, ejecutada correctamente, debería permitirnos ver más y mejor en los juegos en los que se aplique, mientras que las zonas que realmente deben estar oscuras, cuenten con una transición mucho más gradual, sin un borde definido, siempre y cuando esto deba ser así. De nuevo, esto ayuda a contar con mayor inmersión en nuestras partidas al reducirse la frecuencia en la que vemos sombras mal generadas.

Esto, en resumidas cuentas, se traduce en mayor fidelidad visual para los juegos que más lo necesiten, pues si bien podemos ver como las cifras de polígonos y resolución de texturas van en aumento, todo esto se pierde si no contamos con una iluminación y un sombreado convincentes, razón por la que algunos títulos más antiguos optan por una técnica de pre-renderizado de sombras que permite contar con prácticamente todas las ventajas de la oclusión ambiental sin su pérdida de rendimiento, aunque evidentemente estas sombras no responderán a cambios de iluminación.