为虚拟对象添加逼真的光照

了解如何在您自己的应用中使用照明估算。

前提条件

确保您了解基本 AR 概念以及如何配置 ARCore 会话，然后再继续。

使用适当模式在每次会话期间配置一次 API

在每个会话中为您要使用的模式配置一次光照估算。

环境 HDR

// Configure the session's lighting estimation mode for
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_ENVIRONMENTAL_HDR.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_ENVIRONMENTAL_HDR);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

环境强度

// Configure the session's lighting estimation mode for
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

已停用

// Disable the session's lighting estimation mode.
ArConfig* config = NULL;
ArConfig_create(session, &config);
ArSession_getConfig(session, config);
ArConfig_setLightEstimationMode(session, config,
                                AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_DISABLED);
ArSession_configure(session, config);
ArConfig_destroy(config);

使用从照明估测获得的值

如需使用通过光照估测获得的值，请获取每一帧的光估测值。

// Get the current frame.
ArFrame* ar_frame = NULL;
if (ArSession_update(session, ar_frame) != AR_SUCCESS) {
  LOGE("ArSession_update error");
  return;
}

// Get the light estimate for the current frame.
ArLightEstimate* ar_light_estimate = NULL;
ArLightEstimate_create(session, &ar_light_estimate);
ArFrame_getLightEstimate(session, ar_frame, ar_light_estimate);

ArLightEstimateState ar_light_estimate_state;
ArLightEstimate_getState(session, ar_light_estimate,
                         &ar_light_estimate_state);

// Check that the light estimate is valid before proceeding.
if (ar_light_estimate_state != AR_LIGHT_ESTIMATE_STATE_VALID) {
  LOGE("ArLightEstimateState is not valid.");
  ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);
  return;
}

然后，为当前配置获取环境 HDR 光效组件：

环境 HDR

// Get intensity and direction of the main directional light from the current
// light estimate.
float direction[3];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrMainLightDirection(
    session, ar_light_estimate, direction);

float intensity[3];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrMainLightIntensity(
    session, ar_light_estimate, intensity);

// Get ambient lighting as spherical harmonics coefficients.
float ambient_spherical_harmonics[27];
ArLightEstimate_getEnvironmentalHdrAmbientSphericalHarmonics(
    session, ar_light_estimate, ambient_spherical_harmonics);

// Get HDR environmental lighting as a cubemap in linear color space.
ArImageCubemap cubemap_textures;
ArLightEstimate_acquireEnvironmentalHdrCubemap(session, ar_light_estimate,
                                               cubemap_textures);
int width = -1;
int height = -1;
int32_t format = -1;
for (int i = 0; i < 6; ++i) {
  ArImage* image_ptr = cubemap_textures[i];
  // We can access the cubemap texture data through ArImage APIs.
  ArImage_getWidth(session, image_ptr, &width);
  ArImage_getHeight(session, image_ptr, &height);
  ArImage_getFormat(session, image_ptr, &format);
  // Acquired image must be released with ArImage_release once it is no
  // longer needed.
  ArImage_release(image_ptr);
}
ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);

环境强度

// Get the pixel intensity of AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY mode.
float pixel_intensity;
ArLightEstimate_getPixelIntensity(session, ar_light_estimate,
                                  &pixel_intensity);

// Get the pixel color correction of
// AR_LIGHT_ESTIMATION_MODE_AMBIENT_INTENSITY mode.
float color_correction[4];
ArLightEstimate_getColorCorrection(session, ar_light_estimate,
                                   color_correction);
ArLightEstimate_destroy(ar_light_estimate);

利用 Environmental HDR API 确保节能

能量守恒的原则是，从表面反射的光线绝不会比照射表面之前的强度更强。此规则在基于物理的渲染中强制执行，但在视频游戏和移动应用中使用的旧版渲染流水线中通常会省略此规则。

如果您将基于物理的渲染管道与环境 HDR 光估测搭配使用，只需确保虚拟对象中使用了基于物理的材料即可。

但是，如果您未使用基于物理的流水线，则有以下几种选择：

  • 最理想解决方案是迁移到基于物理的流水线。

  • 但是，如果无法做到这一点，一种不错的权宜解决方法是将非物理材料的反照率值乘以节能系数。这样可以确保至少可以将 BRDF 着色模型转换为基于物理模型的模型。每个 BRDF 的系数都不同；例如，漫射反射的系数为 1/Pi。