વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન: વાસ્તવિક ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી રેન્ડરિંગમાં એક ઊંડાણપૂર્વકનો અભ્યાસ

ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી (AR) આપણી ડિજિટલ અને ભૌતિક દુનિયાને એકીકૃત રીતે મિશ્રિત કરવાનું વચન ધરાવે છે. આપણે તેને પ્રોડક્ટ વિઝ્યુલાઇઝેશનમાં જોયું છે જે તમને તમારા લિવિંગ રૂમમાં વર્ચ્યુઅલ સોફા મૂકવાની મંજૂરી આપે છે, ઇમર્સિવ ગેમ્સમાં જ્યાં પાત્રો તમારા રસોડાના ટેબલ પર દોડે છે, અને શૈક્ષણિક એપ્સમાં જે પ્રાચીન કલાકૃતિઓને જીવંત કરે છે. પરંતુ એક વિશ્વાસપાત્ર AR અનુભવને કૃત્રિમ અને અસ્થાને લાગતા અનુભવથી શું અલગ પાડે છે? જવાબ, મોટાભાગે, પ્રકાશ છે.

જ્યારે કોઈ ડિજિટલ ઑબ્જેક્ટ તેના વાસ્તવિક-દુનિયાના પર્યાવરણના પ્રકાશ પર પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, ત્યારે આપણું મગજ તરત જ તેને એક ઘૂસણખોર તરીકે ઓળખી લે છે. ફ્લેટ, સામાન્ય લાઇટિંગવાળું 3D મોડેલ સ્ક્રીન પર ચોંટાડેલા સ્ટીકર જેવું લાગે છે, જે હાજરીનો ભ્રમ તરત જ તોડી નાખે છે. સાચા અર્થમાં ફોટોરિયાલિઝમ પ્રાપ્ત કરવા માટે, વર્ચ્યુઅલ ઑબ્જેક્ટ્સને તે જ પ્રકાશ સ્ત્રોતો દ્વારા પ્રકાશિત થવું જોઈએ, તે જ પડછાયા પાડવા જોઈએ, અને તેમની બાજુમાં રહેલા ભૌતિક ઑબ્જેક્ટ્સની જેમ જ આસપાસના વાતાવરણને પ્રતિબિંબિત કરવું જોઈએ. અહીં જ વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API વેબ ડેવલપર્સ માટે એક પરિવર્તનકારી સાધન બને છે.

આ વ્યાપક માર્ગદર્શિકા તમને વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશનની દુનિયામાં ઊંડાણપૂર્વક લઈ જશે. અમે અન્વેષણ કરીશું કે શા માટે લાઇટિંગ AR વાસ્તવિકતાનો આધારસ્તંભ છે, API પાછળની ટેક્નોલોજીને સ્પષ્ટ કરીશું, વ્યવહારુ અમલીકરણના પગલાઓમાંથી પસાર થઈશું, અને ઇમર્સિવ વેબ રેન્ડરિંગના ભવિષ્ય તરફ નજર કરીશું. આ લેખ વેબ ડેવલપર્સ, 3D કલાકારો, XR ઉત્સાહીઓ અને પ્રોડક્ટ મેનેજરો માટે છે જેઓ સીધા ઓપન વેબ પર આકર્ષક AR અનુભવોની આગામી પેઢીનું નિર્માણ કરવા માગે છે.

અદ્રશ્ય શક્તિ: શા માટે લાઇટિંગ વાસ્તવિક AR નો આધારસ્તંભ છે

આપણે API ની તકનીકી વિશિષ્ટતાઓમાં ઊંડા ઉતરીએ તે પહેલાં, વિશ્વાસપાત્ર AR બનાવવા માટે લાઇટિંગ શા માટે આટલું મૂળભૂત છે તે સમજવું નિર્ણાયક છે. ધ્યેય એ છે કે જેને "પર્સેપ્ચ્યુઅલ રિયાલિઝમ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે તે પ્રાપ્ત કરવું. આ જરૂરી નથી કે હાઇપર-ડિટેઇલ્ડ, મિલિયન-પોલિગોન મોડેલ્સ બનાવવા વિશે હોય; તે માનવ દ્રશ્ય પ્રણાલીને ડિજિટલ ઑબ્જેક્ટને દ્રશ્યના સંભવિત ભાગ તરીકે સ્વીકારવા માટે છેતરવા વિશે છે. લાઇટિંગ એ આવશ્યક દ્રશ્ય સંકેતો પૂરા પાડે છે જેનો ઉપયોગ આપણું મગજ કોઈ ઑબ્જેક્ટના આકાર, ટેક્સચર અને તેના પર્યાવરણ સાથેના સંબંધને સમજવા માટે કરે છે.

વાસ્તવિક લાઇટિંગના મુખ્ય ઘટકોને ધ્યાનમાં લો જેને આપણે વાસ્તવિક દુનિયામાં ઘણીવાર માની લઈએ છીએ:

• એમ્બિયન્ટ લાઇટ: આ એક નરમ, બિન-દિશાહીન પ્રકાશ છે જે જગ્યાને ભરી દે છે. તે દિવાલો, છત અને ફ્લોર પરથી ઉછળે છે, જે સીધા પ્રકાશમાં ન હોય તેવા વિસ્તારોને પ્રકાશિત કરે છે. તેના વિના, પડછાયા સંપૂર્ણપણે કાળા હશે, જે એક અકુદરતી રીતે કઠોર દેખાવ બનાવશે.
• ડિરેક્શનલ લાઇટ: આ એક મુખ્ય, ઘણીવાર દૂરના, સ્ત્રોત જેમ કે સૂર્ય અથવા તેજસ્વી સીલિંગ લેમ્પમાંથી નીકળતો પ્રકાશ છે. તે વિશિષ્ટ હાઇલાઇટ્સ બનાવે છે અને સખત ધારવાળા પડછાયા પાડે છે, જે આપણને ઑબ્જેક્ટના સ્વરૂપ અને સ્થિતિની મજબૂત સમજ આપે છે.
• પ્રતિબિંબ અને સ્પેક્યુલારિટી: કોઈ ઑબ્જેક્ટની સપાટી તેની આસપાસની દુનિયાને કેવી રીતે પ્રતિબિંબિત કરે છે તે આપણને તેના ભૌતિક ગુણધર્મો વિશે જણાવે છે. ક્રોમ ગોળામાં તીક્ષ્ણ, અરીસા જેવા પ્રતિબિંબ હશે, પ્લાસ્ટિકના રમકડામાં નરમ, અસ્પષ્ટ હાઇલાઇટ્સ (સ્પેક્યુલારિટી) હશે, અને લાકડાના બ્લોકમાં લગભગ કોઈ નહીં હોય. આ પ્રતિબિંબો વિશ્વાસપાત્ર બનવા માટે વાસ્તવિક-દુનિયાના આસપાસના વાતાવરણ સાથે મેળ ખાતા હોવા જોઈએ.
• પડછાયા: પડછાયા કોઈ ઑબ્જેક્ટને વાસ્તવિકતામાં સ્થાપિત કરવા માટે કદાચ સૌથી મહત્વપૂર્ણ સંકેત છે. એક પડછાયો ઑબ્જેક્ટને સપાટી સાથે જોડે છે, તેને વજન અને સ્થાનની ભાવના આપે છે. પડછાયાની નરમાઈ, દિશા અને રંગ પર્યાવરણમાં પ્રકાશ સ્ત્રોતો વિશે પુષ્કળ માહિતી પ્રદાન કરે છે.

કલ્પના કરો કે તમે તમારી ઓફિસમાં એક વર્ચ્યુઅલ, ચમકતો લાલ ગોળો મૂકો છો. ડિફોલ્ટ, સીન-આધારિત લાઇટિંગ સાથે, તેમાં એક સામાન્ય સફેદ હાઇલાઇટ અને એક સરળ, ઘેરો ગોળાકાર પડછાયો હોઈ શકે છે. તે નકલી લાગે છે. હવે, લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન સાથે, તે જ ગોળો તમારા મોનિટરના વાદળી પ્રકાશ, ડેસ્ક લેમ્પના ગરમ પીળા પ્રકાશ અને બારીના વિકૃત પ્રતિબિંબને પણ પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. તેનો પડછાયો નરમ છે અને મુખ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોતથી યોગ્ય રીતે કોણવાળો છે. અચાનક, ગોળો ફક્ત તમારા ડેસ્ક પર હોય તેવું લાગતું નથી; તે તમારા ડેસ્કના પર્યાવરણમાં હોય તેવું લાગે છે. આ વાસ્તવિક લાઇટિંગની શક્તિ છે, અને તે જ છે જે વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API અનલૉક કરે છે.

વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API ને સમજવું

વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API એ વ્યાપક વેબXR ડિવાઇસ API સ્પષ્ટીકરણની અંદરનું એક મોડ્યુલ છે. તેનું મિશન સરળ પણ શક્તિશાળી છે: ઉપકરણના કેમેરા દ્વારા વપરાશકર્તાના વાસ્તવિક-દુનિયાના પર્યાવરણનું વિશ્લેષણ કરવું અને ડેવલપરના 3D રેન્ડરિંગ એન્જિન (જેમ કે Three.js અથવા Babylon.js) ને કાર્યક્ષમ લાઇટિંગ ડેટા પ્રદાન કરવું. તે એક સેતુ તરીકે કાર્ય કરે છે, જે તમારા વર્ચ્યુઅલ દ્રશ્યની લાઇટિંગને વાસ્તવિક ભૌતિક દ્રશ્યની લાઇટિંગ દ્વારા સંચાલિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

તે કેવી રીતે કાર્ય કરે છે? એક સરળ દૃશ્ય

આ પ્રક્રિયામાં કોઈ જાદુ નથી; તે કમ્પ્યુટર વિઝનનો એક અત્યાધુનિક ઉપયોગ છે. જ્યારે લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન સક્ષમ કરેલું વેબXR સત્ર સક્રિય હોય, ત્યારે અંતર્ગત પ્લેટફોર્મ (જેમ કે Android પર Google નું ARCore) સતત કેમેરા ફીડનું વિશ્લેષણ કરે છે. આ વિશ્લેષણ એમ્બિયન્ટ લાઇટિંગના ઘણા મુખ્ય ગુણધર્મોનું અનુમાન કરે છે:

• એકંદર તેજ અને રંગ: તે પ્રકાશની મુખ્ય તીવ્રતા અને રંગ નક્કી કરે છે. શું ઓરડો ઠંડા, સફેદ ફ્લોરોસન્ટ બલ્બથી તેજસ્વી રીતે પ્રકાશિત છે, અથવા ગરમ, નારંગી સૂર્યાસ્ત દ્વારા ઝાંખો પ્રકાશિત છે?
• પ્રકાશની દિશા: જોકે તે દરેક લાઇટ બલ્બને ચોક્કસપણે ઓળખતું નથી, તે સૌથી પ્રભાવશાળી પ્રકાશ સ્ત્રોતોની સામાન્ય દિશા નક્કી કરી શકે છે.
• પર્યાવરણીય પ્રતિનિધિત્વ: સૌથી અગત્યનું, તે બધી દિશાઓમાંથી આવતા પ્રકાશનું એક સર્વગ્રાહી પ્રતિનિધિત્વ ઉત્પન્ન કરે છે.

આ માહિતી પછી એવા ફોર્મેટમાં પેક કરવામાં આવે છે જે રીઅલ-ટાઇમ 3D ગ્રાફિક્સ રેન્ડરિંગ માટે અત્યંત ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ હોય છે. API દ્વારા પ્રદાન કરાયેલા બે પ્રાથમિક ડેટા ફોર્મેટ્સ સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ અને રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ છે.

API ના ડેટાના બે મુખ્ય ઘટકો

જ્યારે તમે તમારા વેબXR સત્રમાં લાઇટ એસ્ટિમેટની વિનંતી કરો છો, ત્યારે તમને એક `XRLightEstimate` ઑબ્જેક્ટ મળે છે. આ ઑબ્જેક્ટમાં બે નિર્ણાયક ડેટા ટુકડાઓ હોય છે જેનો તમારું રેન્ડરર ઉપયોગ કરશે.

1. ડિફ્યુઝ લાઇટિંગ માટે સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ (SH)

આ કદાચ API નો સૌથી જટિલ લાગતો પણ મૂળભૂત રીતે મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે. સરળ શબ્દોમાં, સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ એ બધી દિશાઓમાંથી ઓછી-ફ્રીક્વન્સી (એટલે કે, નરમ અને અસ્પષ્ટ) લાઇટિંગ માહિતીને રજૂ કરવાની ગાણિતિક રીત છે. તેને એક દ્રશ્યમાં એકંદર એમ્બિયન્ટ લાઇટના અત્યંત સંકુચિત, કાર્યક્ષમ સારાંશ તરીકે વિચારો.

• તે શેના માટે છે: તે કોઈ ઑબ્જેક્ટ પર પડતા ડિફ્યુઝ પ્રકાશની ગણતરી કરવા માટે યોગ્ય છે. ડિફ્યુઝ પ્રકાશ એ પ્રકાશ છે જે મેટ ઑબ્જેક્ટ્સ, જેમ કે લાકડું, પથ્થર, અથવા અનપોલિશ્ડ પ્લાસ્ટિકની સપાટી પરથી સમાનરૂપે વિખેરાય છે. SH આ સપાટીઓને પર્યાવરણના એમ્બિયન્ટ લાઇટની સાપેક્ષમાં તેમના ઓરિએન્ટેશનના આધારે સાચો રંગ અને શેડિંગ આપે છે.
• તે કેવી રીતે પ્રદાન કરવામાં આવે છે: API SH ડેટાને ગુણાંકોની શ્રેણી તરીકે પ્રદાન કરે છે (સામાન્ય રીતે 3જા-ક્રમના હાર્મોનિક્સ માટે 27 મૂલ્યો સાથેનો `Float32Array`). આ સંખ્યાઓને સીધા જ આધુનિક ફિઝિકલી-બેઝ્ડ રેન્ડરિંગ (PBR) શેડર્સમાં ફીડ કરી શકાય છે, જે મેટ સપાટી પર દરેક પિક્સેલના અંતિમ રંગની ગણતરી કરવા માટે તેનો ઉપયોગ કરે છે.

2. સ્પેક્યુલર લાઇટિંગ માટે રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ્સ

જ્યારે સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ મેટ સપાટીઓ માટે ઉત્તમ છે, ત્યારે તેમાં ચળકતી સપાટીઓ માટે જરૂરી વિગતોનો અભાવ હોય છે. ત્યાં જ રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ આવે છે. ક્યુબમેપ એ એક ક્લાસિક કમ્પ્યુટર ગ્રાફિક્સ તકનીક છે જેમાં ઘનના ચહેરાઓની જેમ ગોઠવાયેલા છ ટેક્સચરનો સમાવેશ થાય છે. એકસાથે, તેઓ એક બિંદુથી પર્યાવરણની 360-ડિગ્રી પેનોરેમિક છબી બનાવે છે.

• તે શેના માટે છે: ક્યુબમેપનો ઉપયોગ સ્પેક્યુલર (ચળકતી) સપાટીઓ પર તીક્ષ્ણ, વિગતવાર પ્રતિબિંબ બનાવવા માટે થાય છે. જ્યારે તમે કોઈ ધાતુયુક્ત અથવા ચળકતા ઑબ્જેક્ટને રેન્ડર કરો છો, ત્યારે રેન્ડરિંગ એન્જિન તેની સપાટી પર શું પ્રતિબિંબિત થવું જોઈએ તે શોધવા માટે ક્યુબમેપનો ઉપયોગ કરે છે. વર્ચ્યુઅલ ક્રોમ બોલ પર વાસ્તવિક રૂમનું વાસ્તવિક પ્રતિબિંબ જોવું એ ફોટોરિયાલિઝમ પ્રાપ્ત કરવામાં એક મુખ્ય પરિબળ છે.
• તે કેવી રીતે પ્રદાન કરવામાં આવે છે: API આને `XRReflectionCubeMap` તરીકે પ્રદાન કરે છે, જે એક `WebGLTexture` ઑબ્જેક્ટ છે જેનો સીધો ઉપયોગ તમારા 3D દ્રશ્યમાં એન્વાયર્નમેન્ટ મેપ તરીકે થઈ શકે છે. આ ક્યુબમેપ સિસ્ટમ દ્વારા ગતિશીલ રીતે અપડેટ થાય છે કારણ કે વપરાશકર્તા આસપાસ ફરે છે અથવા લાઇટિંગની સ્થિતિ બદલાય છે.

વ્યવહારુ અમલીકરણ: તમારી વેબXR એપમાં લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન લાવવું

હવે જ્યારે આપણે સિદ્ધાંત સમજી ગયા છીએ, ચાલો આ સુવિધાને વેબXR એપ્લિકેશનમાં એકીકૃત કરવા માટે જરૂરી ઉચ્ચ-સ્તરના પગલાઓ પર એક નજર કરીએ. જ્યારે સંપૂર્ણ અમલીકરણ કોડ જટિલ હોઈ શકે છે અને તમારી 3D લાઇબ્રેરીની પસંદગી પર ખૂબ આધાર રાખે છે, ત્યારે મુખ્ય પ્રક્રિયા એક સુસંગત પેટર્નને અનુસરે છે.

પૂર્વજરૂરીયાતો

• વેબXR ની મૂળભૂત બાબતોની નક્કર સમજ, જેમાં સત્ર કેવી રીતે શરૂ કરવું અને રેન્ડર લૂપ ચલાવવું તે શામેલ છે.
• Three.js અથવા Babylon.js જેવી WebGL-આધારિત 3D લાઇબ્રેરી સાથે પરિચિતતા. આ લાઇબ્રેરીઓ ઘણી બધી નિમ્ન-સ્તરની જટિલતાને દૂર કરે છે.
• એક સુસંગત ઉપકરણ અને બ્રાઉઝર. આ લેખન મુજબ, વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન ARCore સાથેના આધુનિક Android ઉપકરણો પર Chrome માં સૌથી વધુ મજબૂત રીતે સમર્થિત છે.
• HTTPS: બધી વેબXR સુવિધાઓની જેમ, તમારી સાઇટ સુરક્ષિત કનેક્શન પર પીરસવામાં આવવી આવશ્યક છે.

પગલા-દર-પગલાનું એકીકરણ (વૈચારિક)

અહીં જરૂરી પગલાઓની વૈચારિક વૉકથ્રુ છે. અમે આગામી વિભાગમાં લાઇબ્રેરી-વિશિષ્ટ હેલ્પર્સની ચર્ચા કરીશું.

પગલું 1: 'light-estimation' સુવિધાની વિનંતી કરો
તમે API નો ઉપયોગ કરી શકતા નથી સિવાય કે તમે તમારું AR સત્ર બનાવતી વખતે સ્પષ્ટપણે તેની માંગ કરો. તમે આ `requestSession` કૉલમાં `requiredFeatures` અથવા `optionalFeatures` એરેમાં `'light-estimation'` ઉમેરીને કરો છો.

const session = await navigator.xr.requestSession('immersive-ar', { requiredFeatures: ['hit-test', 'dom-overlay', 'light-estimation'] });

પગલું 2: એક XRLightProbe બનાવો
એકવાર સત્ર શરૂ થઈ જાય, તમારે તેને કહેવાની જરૂર છે કે તમે લાઇટિંગ માહિતી મેળવવાનું શરૂ કરવા માંગો છો. તમે સત્ર માટે લાઇટ પ્રોબ બનાવીને આ કરો છો. તમે તમારા પસંદગીના રિફ્લેક્શન મેપ ફોર્મેટને પણ સ્પષ્ટ કરી શકો છો.

const lightProbe = await session.requestLightProbe();

પગલું 3: રેન્ડર લૂપમાં લાઇટિંગ ડેટાને ઍક્સેસ કરો
લાઇટિંગ ડેટા દરેક ફ્રેમ સાથે અપડેટ થાય છે. તમારા `requestAnimationFrame` રેન્ડર લૂપ કૉલબેકની અંદર (જે `time` અને `frame` ને દલીલો તરીકે મેળવે છે), તમે તમારા પ્રોબ માટે નવીનતમ અંદાજ મેળવી શકો છો.

function onXRFrame(time, frame) {
// ... પોઝ મેળવો, વગેરે ...

const lightEstimate = frame.getLightEstimate(lightProbe);

if (lightEstimate) {
// આપણી પાસે લાઇટિંગ ડેટા છે! હવે આપણે તેને લાગુ કરી શકીએ છીએ.
applyLighting(lightEstimate);
}

// ... દ્રશ્ય રેન્ડર કરો ...
}
તે તપાસવું મહત્વપૂર્ણ છે કે `lightEstimate` અસ્તિત્વમાં છે કે નહીં, કારણ કે સત્ર શરૂ થયા પછી સિસ્ટમને પ્રથમ અંદાજ જનરેટ કરવામાં થોડી ફ્રેમ્સ લાગી શકે છે.

પગલું 4: તમારા 3D દ્રશ્ય પર ડેટા લાગુ કરો
અહીં તમારું 3D એન્જિન આવે છે. `lightEstimate` ઑબ્જેક્ટમાં `sphericalHarmonicsCoefficients` અને `reflectionCubeMap` હોય છે.

• સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ લાગુ કરવું: તમે `sphericalHarmonicsCoefficients` એરેને તમારા PBR મટિરિયલ્સમાં પસાર કરશો, ઘણીવાર તમારા 3D એન્જિનની અંદર `LightProbe` ઑબ્જેક્ટને અપડેટ કરીને. એન્જિનના શેડર્સ પછી આ ડેટાનો ઉપયોગ ડિફ્યુઝ લાઇટિંગની ગણતરી કરવા માટે કરે છે.
• રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ લાગુ કરવું: `reflectionCubeMap` એ `WebGLTexture` છે. તમારે તમારા સત્રના `XRWebGLBinding` નો ઉપયોગ કરીને તેનું એક સંસ્કરણ મેળવવાની જરૂર છે જેનો તમારો રેન્ડરર ઉપયોગ કરી શકે, અને પછી તેને તમારા દ્રશ્ય માટે ગ્લોબલ એન્વાયર્નમેન્ટ મેપ તરીકે સેટ કરો. આનાથી મેટાલિક અથવા રફનેસ મૂલ્ય ધરાવતા તમામ PBR મટિરિયલ્સ તેને પ્રતિબિંબિત કરશે.

એન્જિન-વિશિષ્ટ ઉદાહરણો: Three.js અને Babylon.js

સદભાગ્યે, લોકપ્રિય WebGL લાઇબ્રેરીઓ પગલું 4 માંથી મોટાભાગની ભારે મહેનત સંભાળે છે, જે વિકાસકર્તાઓ માટે પ્રક્રિયાને વધુ સીધી બનાવે છે.

Three.js અમલીકરણ નોંધો

Three.js માં એક અસાધારણ `WebXRManager` અને એક સમર્પિત હેલ્પર ક્લાસ છે જે લાઇટ એસ્ટિમેશનને લગભગ પ્લગ-એન્ડ-પ્લે સુવિધા બનાવે છે.

મુખ્ય વસ્તુ XREstimatedLight ક્લાસ છે. તમે આ ક્લાસનો એક દાખલો બનાવી શકો છો અને તેને તમારા દ્રશ્યમાં ઉમેરી શકો છો. તમારા રેન્ડર લૂપમાં, તમે ફક્ત `xrFrame.getLightEstimate(lightProbe)` પરિણામ અને `lightProbe` ને લાઇટના `update()` મેથડમાં પસાર કરો છો. હેલ્પર ક્લાસ બાકીની બધી બાબતોનું ધ્યાન રાખે છે:

• તેમાં Three.js `LightProbe` ઑબ્જેક્ટ હોય છે અને તે આપમેળે તેની `sh` પ્રોપર્ટીને સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ ગુણાંકો સાથે અપડેટ કરે છે.
• તે આપમેળે `scene.environment` પ્રોપર્ટીને રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ સાથે અપડેટ કરે છે.
• જ્યારે લાઇટ એસ્ટિમેટ ઉપલબ્ધ ન હોય, ત્યારે તે ડિફોલ્ટ લાઇટિંગ સેટઅપ પર પાછું ફરી શકે છે, જે એક સરળ અનુભવ સુનિશ્ચિત કરે છે.

આ ઉચ્ચ-સ્તરનું એબ્સ્ટ્રેક્શન એટલે કે તમે તમારી 3D સામગ્રી બનાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકો છો અને `XREstimatedLight` ને ટેક્સચર બાંધવાની અને શેડર યુનિફોર્મ્સ અપડેટ કરવાની જટિલતાઓને સંભાળવા દો.

Babylon.js અમલીકરણ નોંધો

Babylon.js પણ તેના `WebXRDefaultExperience` હેલ્પર માટે ઉચ્ચ-સ્તરની, સુવિધા-આધારિત સિસ્ટમ પ્રદાન કરે છે.

સુવિધાને સક્ષમ કરવા માટે, તમે ફક્ત ફિચર્સ મેનેજરને ઍક્સેસ કરો અને તેને નામ દ્વારા સક્ષમ કરો:

const xr = await scene.createDefaultXRExperienceAsync({ /* options */ });
const lightEstimationFeature = xr.featuresManager.enableFeature(WebXRLightEstimation.Name, { /* options */ });

એકવાર સક્ષમ થયા પછી, સુવિધા આપમેળે:

• `XRLightProbe` ની રચના અને જીવનચક્રનું સંચાલન કરે છે.
• API દ્વારા પ્રદાન કરાયેલ રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ સાથે દ્રશ્યના મુખ્ય `environmentTexture` ને અપડેટ કરે છે.
• સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સ ગુણાંકોની ઍક્સેસ પ્રદાન કરે છે, જેનો Babylon ની PBR મટિરિયલ સિસ્ટમ ડિફ્યુઝ લાઇટિંગ ગણતરીઓ માટે ઉપયોગ કરી શકે છે.
• `onLightEstimatedObservable` જેવા મદદરૂપ ઓબ્ઝર્વેબલ્સ (ઇવેન્ટ્સ) નો સમાવેશ કરે છે જેને તમે નવો લાઇટિંગ ડેટા આવે ત્યારે કસ્ટમ લોજિક માટે સબ્સ્ક્રાઇબ કરી શકો છો.

આ અભિગમ, Three.js ની જેમ, વિકાસકર્તાઓને આ અદ્યતન સુવિધાને ફક્ત બે-ત્રણ લીટીના કોડ સાથે પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે, તેને હાલના Babylon.js રેન્ડરિંગ પાઇપલાઇનમાં એકીકૃત રીતે એકીકૃત કરે છે.

વર્તમાન ટેકનોલોજીના પડકારો અને મર્યાદાઓ

જ્યારે વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન એક સ્મારક પગલું છે, ત્યારે તેની વર્તમાન મર્યાદાઓની વાસ્તવિક સમજ સાથે તેનો સંપર્ક કરવો આવશ્યક છે.

• પર્ફોર્મન્સ ખર્ચ: સતત કેમેરા ફીડનું વિશ્લેષણ કરવું, ક્યુબમેપ્સ જનરેટ કરવું, અને સ્ફેરિકલ હાર્મોનિક્સની પ્રક્રિયા કરવી નોંધપાત્ર CPU અને GPU સંસાધનોનો વપરાશ કરે છે. આ એક જટિલ પર્ફોર્મન્સ વિચારણા છે, ખાસ કરીને બેટરી-સંચાલિત મોબાઇલ ઉપકરણો પર. વિકાસકર્તાઓએ સંપૂર્ણ વાસ્તવિકતાની ઇચ્છાને સરળ, ઉચ્ચ-ફ્રેમ-રેટ અનુભવની જરૂરિયાત સાથે સંતુલિત કરવી આવશ્યક છે.
• અંદાજની ચોકસાઈ: નામ બધું જ કહે છે—તે એક અંદાજ છે. સિસ્ટમને અસામાન્ય લાઇટિંગ પરિસ્થિતિઓ, ઘણા રંગીન લાઇટવાળા ખૂબ જટિલ દ્રશ્યો, અથવા પ્રકાશમાં અત્યંત ઝડપી ફેરફારો દ્વારા છેતરી શકાય છે. તે એક સંભવિત અંદાજ પૂરો પાડે છે, ભૌતિક રીતે સંપૂર્ણ માપન નહીં.
• ઉપકરણ અને બ્રાઉઝર સપોર્ટ: આ સુવિધા હજી સાર્વત્રિક રીતે ઉપલબ્ધ નથી. ARCore જેવા પ્લેટફોર્મ-વિશિષ્ટ AR ફ્રેમવર્ક પર તેની નિર્ભરતાનો અર્થ એ છે કે તે મુખ્યત્વે Chrome ચલાવતા આધુનિક Android ઉપકરણો પર ઉપલબ્ધ છે. iOS ઉપકરણો પર સપોર્ટ વ્યાપક સ્વીકૃતિ માટે એક મોટી ખૂટતી કડી છે.
• કોઈ સ્પષ્ટ પડછાયા નથી: વર્તમાન API એમ્બિયન્ટ અને રિફ્લેક્ટિવ લાઇટ માટે ઉત્તમ છે પરંતુ પ્રભાવશાળી દિશાહીન પ્રકાશ સ્ત્રોતો વિશે સીધી માહિતી પ્રદાન કરતું નથી. આનો અર્થ એ છે કે તે તમને કહી શકતું નથી, "આ ચોક્કસ દિશામાંથી એક મજબૂત પ્રકાશ આવી રહ્યો છે." પરિણામે, વર્ચ્યુઅલ ઑબ્જેક્ટ્સમાંથી વાસ્તવિક-દુનિયાની સપાટીઓ પર ચપળ, સચોટ રીઅલ-ટાઇમ પડછાયા પાડવા માટે હજી પણ વધારાની તકનીકોની જરૂર છે. વિકાસકર્તાઓ ઘણીવાર સૌથી તેજસ્વી પ્રકાશની દિશાનું અનુમાન કરવા માટે SH ડેટાનો ઉપયોગ કરે છે અને તેમના દ્રશ્યમાં એક પ્રમાણભૂત દિશાહીન પ્રકાશ મૂકે છે, પરંતુ આ એક અંદાજ છે.

વેબXR લાઇટિંગનું ભવિષ્ય: આગળ શું?

રીઅલ-ટાઇમ રેન્ડરિંગ અને કમ્પ્યુટર વિઝનનું ક્ષેત્ર અકલ્પનીય ગતિએ વિકસી રહ્યું છે. ઇમર્સિવ વેબ પર લાઇટિંગનું ભવિષ્ય ઉજ્જવળ છે, જેમાં ઘણા ઉત્તેજક સુધારાઓ দিগন্তে છે.

સુધારેલ ડિરેક્શનલ લાઇટ અને શેડો APIs

વિકાસકર્તા સમુદાય તરફથી વારંવારની વિનંતી એ છે કે API પ્રાથમિક પ્રકાશ સ્ત્રોત(ઓ) વિશે વધુ સ્પષ્ટ ડેટા પ્રદાન કરે, જેમાં દિશા, રંગ અને તીવ્રતા શામેલ હોય. આવું API ભૌતિક રીતે સચોટ, સખત-ધારવાળા પડછાયા પાડવાનું તુચ્છ બનાવશે, જે વાસ્તવિકતા માટે એક મોટી છલાંગ હશે. આને પ્લેન ડિટેક્શન API સાથે એકીકૃત કરી શકાય છે જેથી વાસ્તવિક-દુનિયાના ફ્લોર અને ટેબલો પર પડછાયા પાડી શકાય.

ઉચ્ચ-ફિડેલિટી એન્વાયર્નમેન્ટ મેપ્સ

જેમ જેમ મોબાઇલ પ્રોસેસર્સ વધુ શક્તિશાળી બનશે, તેમ આપણે અપેક્ષા રાખી શકીએ છીએ કે સિસ્ટમ ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન, ઉચ્ચ-ડાયનેમિક-રેન્જ (HDR) રિફ્લેક્શન ક્યુબમેપ્સ જનરેટ કરશે. આ વધુ જીવંત અને વિગતવાર પ્રતિબિંબો તરફ દોરી જશે, જે વાસ્તવિક અને વર્ચ્યુઅલ વચ્ચેની રેખાને વધુ અસ્પષ્ટ કરશે.

વ્યાપક પ્લેટફોર્મ સ્વીકૃતિ

અંતિમ ધ્યેય એ છે કે આ સુવિધાઓ પ્રમાણિત બને અને બધા મુખ્ય બ્રાઉઝર્સ અને ઉપકરણો પર ઉપલબ્ધ થાય. જેમ જેમ Apple તેની AR ઓફરિંગ્સ વિકસાવવાનું ચાલુ રાખે છે, તેમ આશા છે કે iOS પર Safari આખરે વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API અપનાવશે, જે આ ઉચ્ચ-ફિડેલિટી અનુભવોને ખૂબ મોટા વૈશ્વિક પ્રેક્ષકો સુધી પહોંચાડશે.

AI-સંચાલિત સીન અંડરસ્ટેન્ડિંગ

આગળ જોતાં, મશીન લર્નિંગમાં પ્રગતિ ઉપકરણોને ફક્ત પ્રકાશનો અંદાજ લગાવવા જ નહીં, પરંતુ એક દ્રશ્યને અર્થપૂર્ણ રીતે સમજવાની મંજૂરી આપી શકે છે. ઉપકરણ "બારી," "લેમ્પ," અથવા "આકાશ" ને ઓળખી શકે છે અને તે જ્ઞાનનો ઉપયોગ વધુ સચોટ અને મજબૂત લાઇટિંગ મોડેલ બનાવવા માટે કરી શકે છે, જે બહુવિધ પ્રકાશ સ્ત્રોતો અને જટિલ પડછાયાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સાથે પૂર્ણ થાય છે.

નિષ્કર્ષ: ઇમર્સિવ વેબ માટે માર્ગ પ્રકાશિત કરવો

વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન ફક્ત એક વધારાની સુવિધા કરતાં વધુ છે; તે વેબ પર ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટીના ભવિષ્ય માટે એક મૂળભૂત ટેકનોલોજી છે. ડિજિટલ ઑબ્જેક્ટ્સને તેમના ભૌતિક આસપાસના વાતાવરણ દ્વારા વાસ્તવિક રીતે પ્રકાશિત થવા દેવાથી, તે AR ને એક નવલકથામાંથી ખરેખર ઇમર્સિવ અને વિશ્વાસપાત્ર માધ્યમમાં ઉન્નત કરે છે.

તે તે દ્રષ્ટિગત અંતરને બંધ કરે છે જે ઘણીવાર AR અનુભવોને અસંગત બનાવે છે. ઇ-કોમર્સ માટે, તેનો અર્થ એ છે કે ગ્રાહક જોઈ શકે છે કે ધાતુયુક્ત લેમ્પ તેમના ઘરમાં પ્રકાશને ખરેખર કેવી રીતે પ્રતિબિંબિત કરશે. ગેમિંગ માટે, તેનો અર્થ એ છે કે પાત્રો ખેલાડીની દુનિયામાં વધુ હાજર અને એકીકૃત અનુભવે છે. શિક્ષણ માટે, તેનો અર્થ એ છે કે ઐતિહાસિક કલાકૃતિઓને વાસ્તવિકતાના સ્તર સાથે જોઈ શકાય છે જે અગાઉ વેબ બ્રાઉઝરમાં અશક્ય હતું.

જ્યારે પર્ફોર્મન્સ અને ક્રોસ-પ્લેટફોર્મ સપોર્ટમાં પડકારો રહે છે, ત્યારે આજે ઉપલબ્ધ સાધનો, ખાસ કરીને જ્યારે Three.js અને Babylon.js જેવી શક્તિશાળી લાઇબ્રેરીઓ સાથે જોડાયેલા હોય, ત્યારે આ એક વખતની જટિલ ટેકનોલોજીને નોંધપાત્ર રીતે સુલભ બનાવી દીધી છે. અમે ઇમર્સિવ વેબમાં રસ ધરાવતા તમામ વેબ ડેવલપર્સ અને સર્જકોને વેબXR લાઇટિંગ એસ્ટિમેશન API નું અન્વેષણ કરવા માટે પ્રોત્સાહિત કરીએ છીએ. પ્રયોગ કરવાનું શરૂ કરો, સીમાઓને આગળ ધપાવો, અને વૈશ્વિક પ્રેક્ષકો માટે વાસ્તવિક AR અનુભવોની આગામી પેઢી માટે માર્ગ પ્રકાશિત કરવામાં મદદ કરો.