Corrección de paralaje en sondas de reflexión: proyectar las reflexiones locales mediante un proxy

Identificar el punto de vista fijo de la captura

Un cubemap de reflexión almacena el entorno tal como se ve desde una única posición de captura. Si solo se muestrea con la dirección reflejada, se trata el entorno representado como si estuviera infinitamente lejos. Por eso, al mover el objeto sombreado no se produce el cambio de posición esperado en las paredes cercanas reflejadas. La explicación de Unity sobre la proyección en caja (box projection) ilustra por qué esto se nota especialmente en interiores. [2]

La corrección de paralaje añade un modelo espacial sencillo alrededor de la captura. Mejora la ubicación de las reflexiones cuando ese modelo se parece al entorno cercano; no reconstruye una escena completa a partir del cubemap.

Intersecar un proxy y redirigir la consulta

Para un punto situado dentro de un proxy en forma de caja, se traza el rayo reflejado hasta su punto de salida de la caja. Se forma un nuevo vector de consulta desde la posición de captura del cubemap hasta esa intersección, y se usa para muestrear el cubemap. Lagarde describe tanto la formulación para cajas alineadas con los ejes como la de cajas orientadas. [1]

Conviene mantener conceptualmente separados la posición de captura, la geometría del proxy y la región de influencia. La captura no tiene por qué estar en el centro del proxy, y la región que se usa para mezclar entre sondas no tiene por qué tener la misma forma que las paredes que se aproximan. Una herramienta puede acoplar estos controles, así que comprueba cómo los interpreta realmente.

Ejemplo resuelto: calcular la dirección modificada

Sea una caja que abarca x de -5 a 5, y de -4 a 4 y z de -3 a 3, todo en metros. El punto sombreado es (2, 0, 0), la captura está en (0, 0, 0) y la dirección del rayo es (1, 1, 0).

Con esta dirección sin normalizar, el rayo alcanza el límite en x con el parámetro 3, en la posición (5, 3, 0). Aún no ha alcanzado el límite en y. Por tanto, el vector de consulta corregido es (5, 3, 0) y no el original (1, 1, 0). La consulta al cubemap depende de la dirección, de modo que su magnitud no determina la intensidad de la reflexión. Este ejemplo solo comprueba la aritmética de la proyección.

Validar la ubicación y las transiciones

Crea una sala con paredes claramente marcadas y un objeto reflectante en movimiento. Compara la reflexión cerca de la captura y cerca de cada pared. Visualiza el proxy y su punto de intersección. Con cajas orientadas, transforma puntos y direcciones de forma coherente y calcula la intersección en el espacio de coordenadas que usa la captura.

Trata de forma explícita las componentes paralelas del rayo y los puntos fuera del dominio previsto del proxy. Si mezclas sondas por píxel, corrige y muestrea cada sonda con su propia captura y su propio proxy, y después combina la iluminación con los pesos elegidos. [1] Revisa las regiones de influencia solapadas en busca de saltos o de elementos duplicados.

Mantener visible la aproximación en las pruebas

Una caja no puede describir mobiliario, paredes irregulares ni objetos movidos recientemente que no estaban presentes en la captura. El filtrado de superficies brillantes puede ocultar algunos errores de ubicación y dejar otros al descubierto. Comprueba varias rugosidades y trayectorias de cámara. Ajusta los proxies de las salas con cuidado, como recomienda el manual de Unity, y planifica las actualizaciones de la captura con independencia de la proyección. [2] Mide juntos el coste de la captura, los datos almacenados y la corrección por píxel antes de aumentar la densidad de sondas.

Fuentes

• [1] Image-based Lighting Approaches and Parallax-corrected Cubemap — Sébastien Lagarde, explicación original del desarrollador.
• [2] Troubleshooting Reflections: Box Projection — Unity Technologies, manual oficial.