O que é iluminação ambiente?

A Wikipedia diz :

Uma fonte de luz ambiente representa uma fonte de luz de intensidade fixa e de cor fixa que afeta todos os objetos na cena igualmente.

Ao dizer "afeta todos os objetos igualmente", eles significam que todos os objetos recebem a mesma quantidade de luz? Portanto, se você tiver três casas em sua cena, seria necessário calcular uma posição específica para a fonte de iluminação ambiente, para que cada objeto receba a mesma quantidade de luz? Caso contrário, você não teria uma fonte de luz ambiente?

Qual é a diferença entre a iluminação "normal" do sol e a iluminação ambiente?

Nesse contexto, Ambient lightingrefere-se a uma aproximação muito grosseira da iluminação indireta.

A iluminação direta de uma fonte direta é relativamente simples de avaliar e modelar, mesmo em tempo real. Mas a luz que não é absorvida refletirá em todo o lugar e causará iluminação indireta. É por isso que, por exemplo, uma lâmpada com um abajur iluminará uma sala inteira e não apenas a área estreita embaixo.

Mas modelar a iluminação indireta é difícil e caro. Portanto, uma aproximação é considerar que a iluminação seja constante e independente da posição : isso é iluminação ambiente.

No caso de cenas ao ar livre, a iluminação ambiente representaria a luz azul proveniente da cúpula do céu, em oposição à luz direta laranja vinda do sol.

As soluções tradicionais de renderização não levam em consideração saltos de luz secundários (chamados de luz indireta). Mesmo com luzes de preenchimento estrategicamente posicionadas, você ainda tem áreas onde nenhuma luz direta atinge.

A luz ambiente tenta resolver esse problema brilhando uma quantidade constante em todas as direções. Na prática, isso significa que a posição da luz ou a superfície normal não têm significado; basta adicionar algumas das cores dos shaders multiplicadas pela cor da luz ambiente ao resultado do sombreamento.

A luz ambiente tem uma tendência a parecer artificial quando usada em excesso. Mas o problema oposto é que as superfícies parecem estar no espaço sideral. A luz ambiente também torna mais aparente a diferença entre materiais escuros e materiais claros.

Imagem 1: a imagem sem luz ambiente (esquerda) parece ter sido capturada no espaço. A imagem com ambiente (direita) parece mais natural, embora possivelmente um pouco plana se usada em excesso.

O verdadeiro problema é que a luz ambiente realmente não existe. Mesmo se você argumentar que seu modelo útil, certamente não é uniforme. É apenas uma solução rápida. Portanto, todos os tipos de truques, como a oclusão ambiental, foram propostos para melhorar a qualidade da luz ambiente.