اختيار الإضاءة المناسبة

الأدلة الخاصة بالأنظمة الأساسية

إنّ ضبط الإضاءة بشكل صحيح هو جزء أساسي من إنشاء تجارب واقع معزّز واقعية. عندما يفتقر كائن افتراضي إلى ظل أو يحتوي على مادة لامعة لا تعكس المساحة المحيطة، يمكن للمستخدمين الشعور بأن الكائن غير مناسب تمامًا، حتى لو لم يتمكنوا من شرح السبب. ويعود السبب في ذلك إلى أنّ البشر يدركون بشكل غير واعي إشارات حول كيفية إضاءة الأشياء في البيئة المحيطة بهم. تحلِّل واجهة برمجة التطبيقات Lighting Estimation API الصور المقدَّمة بحثًا عن هذه الإشارات، ما يقدّم معلومات مفصّلة عن الإضاءة في المشهد. ويمكنك بعد ذلك استخدام هذه المعلومات عند عرض الأجسام الافتراضية لإضاءتها في الظروف نفسها التي يتم وضعها فيها في المشهد، ما يحافظ على تفاعل المستخدمين مع المحتوى.

إشارات الإضاءة

توفّر واجهة برمجة التطبيقات Lighting Estimation API بيانات تفصيلية تتيح لك محاكاة إشارات إضاءة مختلفة عند عرض العناصر الافتراضية. هذه الإشارات هي الظلال والضوء المحيط والتظليل والإضاءة البارزة والانعكاسات.

الظلال

غالبًا ما تكون الظلال ذات اتجاه معيّن وتُعلم المشاهدين من أين تأتي مصادر الإضاءة.

ضوء محيط

الإضاءة المحيطة هي الضوء المنتشر بشكل عام والذي يأتي من جميع أنحاء البيئة، ما يجعل كل شيء مرئيًا.

تظليل

التظليل هو شدة الضوء. على سبيل المثال، يمكن أن تختلف مستويات التظليل في أجزاء مختلفة من الجسم نفسه في المشهد نفسه، وذلك حسب الزاوية بالنسبة إلى المشاهد وقربها من مصدر الإضاءة.

الأضواء الساطعة

أما التفاصيل اللامعة، فهي الأجزاء اللامعة من الأسطح التي تعكس مصدر ضوء مباشرةً. تتغيّر الأضواء الساطعة على جسم معيّن استنادًا إلى موضع المشاهد في المشهد.

ذكريات

يرتدّ الضوء عن الأسطح بشكلٍ مختلف حسب ما إذا كان السطح يمتلك خصائص انكسارية (عاكسة للغاية) أو منتشرة (غير عاكسة). على سبيل المثال، ستكون الكرة المعدنية ذات انعكاس عالٍ وستعكس محيطها، في حين ستكون الكرة الأخرى المطلية باللون الرمادي الباهت غير اللامع منتشرة. تمتلك معظم الأجسام في العالم الواقعي مجموعة من هذه السمات، مثل كرة بولينج متسخة أو بطاقة ائتمان مُستخدَمة بشكلٍ جيد.

تلتقط الأسطح العاكسة أيضًا الألوان من البيئة المحيطة. يمكن أن يتأثر لون الكائن بشكل مباشر بلون بيئته. على سبيل المثال، ستظهر كرة بيضاء في غرفة زرقاء بلون أزرق فاتح.

وضع "النطاق العالي الديناميكية للبيئة المحيطة"

تتألف هذه الأوضاع من واجهات برمجة تطبيقات منفصلة تتيح تقدير الإضاءة بشكل دقيق وواقعي للإضاءة الاتجاهية والظلال والنقاط البارزة والمرايا.

يستخدم وضع "النطاق العالي الديناميكية للبيئة المحيطة" تكنولوجيا تعلُّم الآلة لتحليل صور الكاميرا في الوقت الفعلي ودمج الإضاءة المحيطة لدعم العرض الواقعي للعناصر الافتراضية.

ويوفّر وضع تقدير الإضاءة هذا ما يلي:

1. مصباح الاتجاه الرئيسي: يمثّل مصدر الإضاءة الرئيسي. يمكن استخدامها لإلقاء الظلال.

2. التناغمات الكروية المحيطية: يمثّل طاقة الإضاءة المحيطة المتبقية في المشهد.

3. خريطة مكعّبة بنطاق عالي الديناميكية يمكن استخدامها لعرض الانعكاسات في الأجسام المعدنية اللامعة.

ويمكنك استخدام واجهات برمجة التطبيقات هذه في تركيبات مختلفة، ولكنّها مصمّمة لتُستخدَم معًا لتحقيق التأثير الأكثر واقعية.

مصباح توجيهي رئيسي

تعمل واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بالضوء الاتجاهي الرئيسي على احتساب اتجاه مصدر الضوء الرئيسي في المشهد وشدّته. وتتيح هذه المعلومات للكائنات الافتراضية في المشهد عرض نقاط بارزة في أماكن معقولة، وإسقاط الظلال في اتجاه متناسق مع العناصر الحقيقية المرئية الأخرى.

لمعرفة كيفية عمل ذلك، فكِّر في هاتين الصورتَين للصواريخ الافتراضية نفسها. في الصورة على يمين الصفحة، يظهر ظلّ تحت الصاروخ، ولكنّ اتجاهه لا يتطابق مع الاتجاهات الأخرى للظلال في المشهد. في الصاروخ على اليمين، يشير الظل إلى الاتجاه الصحيح. هناك اختلاف بسيط ولكنه مهم، وهو يرسم الصاروخ في المشهد لأن اتجاه وشدة الظل تتناسب بشكل أفضل مع الظلال الأخرى في المشهد.

     

عندما يكون مصدر الإضاءة الرئيسي أو الجسم المضاء متحركًا، يعدّل ضوء الانعكاس على الجسم موضعه في الوقت الفعلي بالنسبة إلى مصدر الإضاءة.

تضبط الظلال الاتجاهية أيضًا طولها واتجاهها بالنسبة إلى موضع مصدر الضوء الرئيسي، تمامًا كما هو الحال في العالم الحقيقي. لتوضيح هذا التأثير، نعرض لك هذين العارضَين، أحدهما افتراضي والآخر حقيقي. النموذج الظاهر على اليسار هو النموذج الافتراضي.

التوافقيات الكروية المحيطة

بالإضافة إلى طاقة الضوء في الإضاءة الرئيسية ذات الاتجاه الواحد، توفّر ARCore توافقًا تامًا مع الأشكال الهندسية الكروية، ما يمثّل الضوء المحيط العام القادم من جميع الاتجاهات في المشهد. استخدِم هذه المعلومات أثناء العرض لإضافة إشارات دقيقة تبرز تعريف الأجسام الافتراضية.

فكِّر في هاتين الصورتَين لنموذج الصاروخ نفسه. يتم عرض الصاروخ على اليسار باستخدام معلومات تقدير الإضاءة التي اكتشفتها واجهة برمجة التطبيقات الرئيسية للاتجاهات. يتم عرض الصاروخ على اليمين باستخدام المعلومات التي تم اكتشافها من خلال كل من ضوء الاتجاه الرئيسي وواجهات برمجة التطبيقات التوافقية الكروي المحيطية. يُظهر صاروخ الإطلاق الثاني بوضوح مزيدًا من الدقة المرئية، ويندمج بسلاسة أكبر في المشهد.

     

خريطة مكعب بتنسيق HDR

يمكنك استخدام الخريطة المكعبة ذات النطاق العالي الديناميكية لعرض انعكاسات واقعية على أجسام افتراضية تصل درجة سطوعها إلى متوسّطة إلى درجة عالية، مثل الأسطح المعدنية اللامعة. تؤثر خريطة المكعب أيضًا في تظليل الأجسام ومظهرها. على سبيل المثال، ستعكس مادة جسم عاكس محاط ببيئة زرقاء ألوانًا زرقاء. يتطلب حساب الخريطة المكعّبة للنطاق العالي الديناميكية قدرًا قليلاً من العمليات الحسابية الإضافية لوحدة المعالجة المركزية (CPU).

يعتمد ما إذا كان عليك استخدام خريطة مكعب HDR على كيفية عكس الجسم للعناصر المحيطة به. بما أنّ الصاروخ الافتراضي معدني، فهو يحتوي على مكوّن قوي للانعكاس يعكس البيئة المحيطة به مباشرةً. وبالتالي، تستفيد من الخريطة المكعّبة. من ناحية أخرى، لا يحتوي الجسم الافتراضي المصنوع من مادة رمادية غير لامعة على مكوّن انعكاسي على الإطلاق. يعتمد لونه في المقام الأول على مكوّن الانتشار، ولن يستفيد من خريطة مكعّبة.

تم استخدام واجهات برمجة التطبيقات الثلاث لميزة "النطاق الديناميكي العالي للبيئة" لعرض الصاروخ أدناه. تتيح خريطة المكعب ذات النطاق العالي الديناميكية إشارات الانعكاس ومزيدًا من الإضاءة التي تُبرز الجسم بالكامل في المشهد.

في ما يلي نموذج الصاروخ نفسه في بيئات ذات إضاءة مختلفة. عُرضت كل هذه المشاهد باستخدام معلومات من واجهات برمجة التطبيقات الثلاث مع تطبيق ظلال اتجاهات.

           

وضع "كثافة الإضاءة المحيطة"

يحدِّد وضع "كثافة الإضاءة المحيطة" متوسّط كثافة وحدات البكسل ومعالِجات تصحيح الألوان لصورة معيّنة. وهو إعداد تقريبي مصمَّم لحالات الاستخدام التي لا تكون فيها الإضاءة الدقيقة حرجة، مثل الأجسام التي تحتوي على إضاءة مخفية.

كثافة البكسل

لالتقاط متوسط كثافة وحدات البكسل للإضاءة في المشهد يمكنك تطبيق الإضاءة هذه على عنصر افتراضي كامل.

اللون

رصد توازن اللون الأبيض لكل إطار فردي يمكنك بعد ذلك تصحيح ألوان عنصر افتراضي لكي يندمج بسلاسة أكبر في الألوان العامة للمشهد.

المسبارات البيئية

تنظِّم أدوات فحص البيئة مشاهد الكاميرا بزاوية 360 درجة في مواد بيئة، مثل خرائط المكعبات. ويمكن بعد ذلك استخدام هذه الزخارف لإضاءة الكائنات الافتراضية بشكل واقعي، مثل كرة معدنية افتراضية "تعكس" الغرفة التي توجد فيها.