Was ist SSAO? - Wissenswertes über den Algorithmus

Was ist SSAO in Spielen?

• SSAO bedeutet ausgeschrieben Screen Space Ambient Occlusion. Mit Ambient Occlusion (deutsch: Umgebungsverdeckung) wird der Umstand beschrieben, dass weniger Licht in Ecken und Kanten durch Reflexion kommt und diese Ecken dadurch dunkler sind. 
• Um diesen Effekt der dunklen Ecken in Echtzeit berechnen zu können, wird das SSAO verwendet. Der Teilbegriff "Screen Space" bedeutet, dass die Umgebungsverdeckung auf den gesamten Bereich des Bildschirms angewandt wird, nicht jedoch auf Kanten, die außerhalb des Sichtbereiches des Spielers liegen. 
• Durch diese Beschränkung ist die Berechnung der Schattenkanten relativ ressourcenschonend, was die Verbreitung der Technik seit ihrer Entwicklung 2007 für das Spiel "Crysis" beschleunigt hat.

Wie wird SSAO berechnet?

• SSAO ist keine genaue Berechnung, sondern eine realitätsnahe Schätzung der Umgebungsverdeckung anhand verschiedener Verfahren. Das Verfahren, das derzeit am weitesten verbreitet ist, nennt sich "Inside-Out". Dabei werden Strahlen von einem Punkt aus sphärenförmig über den Bildschirminhalt geschickt. 
• Stößt einer dieser Strahlen mit der bereits berechneten 3D-Geometrie zusammen, kann der Ausgangspunkt vom Treffpunkt aus kein Licht erhalten und wird grau markiert. Andersherum wird der Ursprung eines Strahls, der keine Geometrie trifft, mit einem helleren Punkt markiert.
• Dies wird für jeden Punkt auf dem Bildschirm in alle Richtungen wiederholt, bis der gesamte Bildschirminhalt (Screen Space) abgearbeitet wurde und sich ein flächendeckendes Abbild der Kantenstruktur ergibt.
• Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden übereinandergelegt und ergeben daraufhin verschiedene Grautöne. Stellen, die seltener "Ursprung" einer erfolgreichen Strahlenberechnung waren, werden in einem dunkleren Farbton markiert. 
• Das auf diese Weise erzeugte Bild wird nun über das komplett fertige 3D-Bild gelegt ("multipliziert") und ergibt Verdunklungen entlang der Kanten, wo in den vorherigen Schritten die Schattierungen berechnet wurden.

Das endgültige Bild mit SSAO enthält somit keine "echten" Beleuchtungsinformationen, sondern nur eine Berechnung der wahrscheinlichen Beleuchtung. Somit umgeht man eine noch umfangreichere Berechnung der Lichtreflexionen verschiedener Körper. Nachteil von SSAO ist allerdings, dass die Berechnung ein Rauschen enthalten kann, das störend ist und nicht entfernt oder gemindert werden kann. Dies liegt an der Art der Berechnung und ist nur durch umständlichere Methoden der Umgebungsverdeckung ausgleichbar.