వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్: వాస్తవిక ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ రెండరింగ్‌పై ఒక లోతైన విశ్లేషణ

ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ (AR) మన డిజిటల్ మరియు భౌతిక ప్రపంచాలను సజావుగా కలపగలదనే వాగ్దానాన్ని కలిగి ఉంది. మీ గదిలో వర్చువల్ సోఫాను ఉంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతించే ఉత్పత్తి విజువలైజేషన్‌లలో, మీ వంటగది టేబుల్‌పై పాత్రలు పరిగెత్తే లీనమయ్యే గేమ్‌లలో, మరియు పురాతన కళాఖండాలకు జీవం పోసే విద్యా యాప్‌లలో మనం దీనిని చూశాము. కానీ ఒక నమ్మదగిన AR అనుభవాన్ని, కృత్రిమంగా మరియు అసహజంగా అనిపించే దాని నుండి ఏది వేరు చేస్తుంది? సమాధానం, చాలా తరచుగా, కాంతి.

ఒక డిజిటల్ వస్తువు దాని వాస్తవ-ప్రపంచ పర్యావరణంలోని కాంతికి ప్రతిస్పందించనప్పుడు, మన మెదళ్ళు దానిని వెంటనే ఒక నకిలీగా గుర్తిస్తాయి. చదునైన, సాధారణ లైటింగ్‌తో ఉన్న 3D మోడల్ స్క్రీన్‌పై అతికించిన స్టిక్కర్ లాగా కనిపిస్తుంది, ఇది తక్షణమే ఉనికి యొక్క భ్రమను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. నిజమైన ఫోటోరియలిజం సాధించడానికి, వర్చువల్ వస్తువులు అదే కాంతి మూలాల ద్వారా ప్రకాశవంతం కావాలి, అవే నీడలను ప్రసరింపజేయాలి, మరియు వాటి పక్కన ఉన్న భౌతిక వస్తువుల వలె అవే పరిసరాలను ప్రతిబింబించాలి. ఇక్కడే వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ API వెబ్ డెవలపర్‌లకు ఒక పరివర్తనాత్మక సాధనంగా మారుతుంది.

ఈ సమగ్ర గైడ్ మిమ్మల్ని వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ ప్రపంచంలోకి లోతుగా తీసుకువెళుతుంది. AR వాస్తవికతకు లైటింగ్ ఎందుకు మూలస్తంభమో అన్వేషిస్తాము, API వెనుక ఉన్న సాంకేతికతను సులభతరం చేస్తాము, ఆచరణాత్మక అమలు దశల ద్వారా నడుస్తాము, మరియు లీనమయ్యే వెబ్ రెండరింగ్ భవిష్యత్తు వైపు చూస్తాము. ఈ వ్యాసం వెబ్ డెవలపర్‌లు, 3D కళాకారులు, XR ఔత్సాహికులు, మరియు నేరుగా ఓపెన్ వెబ్‌లో తదుపరి తరం ఆకర్షణీయమైన AR అనుభవాలను నిర్మించాలనుకునే ఉత్పత్తి నిర్వాహకుల కోసం ఉద్దేశించబడింది.

కనిపించని శక్తి: వాస్తవిక ARకు లైటింగ్ ఎందుకు మూలస్తంభం

మనం API యొక్క సాంకేతిక విశిష్టతలలోకి ప్రవేశించే ముందు, నమ్మదగిన ARను సృష్టించడానికి లైటింగ్ ఎందుకు అంత ప్రాథమికమో అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం. లక్ష్యం "గ్రహణ వాస్తవికత" (perceptual realism) అని పిలువబడే దాన్ని సాధించడం. ఇది తప్పనిసరిగా అధిక-వివరాలున్న, మిలియన్-పాలీగాన్ మోడళ్లను సృష్టించడం గురించి కాదు; ఇది ఒక డిజిటల్ వస్తువును దృశ్యంలో ఒక సంభావ్య భాగంగా అంగీకరించేలా మానవ దృష్టి వ్యవస్థను మోసగించడం గురించి. ఒక వస్తువు యొక్క ఆకారం, ఆకృతి, మరియు దాని పర్యావరణంతో దాని సంబంధాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి మన మెదళ్ళు ఉపయోగించే అవసరమైన దృశ్య సూచనలను లైటింగ్ అందిస్తుంది.

వాస్తవ ప్రపంచంలో మనం తరచుగా తేలికగా తీసుకునే వాస్తవిక లైటింగ్ యొక్క ముఖ్య అంశాలను పరిగణించండి:

• పరిసర కాంతి (Ambient Light): ఇది ఒక ప్రదేశాన్ని నింపే మృదువైన, దిశారహిత కాంతి. ఇది గోడలు, పైకప్పులు, మరియు నేలల నుండి ప్రతిబింబించి, ప్రత్యక్ష కాంతిలో లేని ప్రాంతాలను ప్రకాశవంతం చేస్తుంది. ఇది లేకుండా, నీడలు పూర్తిగా నల్లగా ఉంటాయి, ఇది అసహజంగా కఠినమైన రూపాన్ని సృష్టిస్తుంది.
• దిశాత్మక కాంతి (Directional Light): ఇది సూర్యుడు లేదా ఒక ప్రకాశవంతమైన సీలింగ్ దీపం వంటి ఒక ప్రాథమిక, తరచుగా దూరపు మూలం నుండి వెలువడే కాంతి. ఇది విభిన్నమైన హైలైట్‌లను సృష్టిస్తుంది మరియు కఠినమైన అంచుల నీడలను ప్రసరింపజేస్తుంది, ఇది మనకు ఒక వస్తువు యొక్క రూపం మరియు స్థానం గురించి బలమైన భావాన్ని ఇస్తుంది.
• ప్రతిబింబాలు మరియు మెరుపు (Reflections and Specularity): ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలం దాని చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచాన్ని ఎలా ప్రతిబింబిస్తుందో దాని భౌతిక లక్షణాల గురించి మనకు చెబుతుంది. ఒక క్రోమ్ గోళం పదునైన, అద్దం వంటి ప్రతిబింబాలను కలిగి ఉంటుంది, ఒక ప్లాస్టిక్ బొమ్మ మృదువైన, అస్పష్టమైన హైలైట్‌లను (మెరుపు) కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఒక చెక్క దిమ్మకు దాదాపు ఏవీ ఉండవు. నమ్మదగినవిగా ఉండటానికి ఈ ప్రతిబింబాలు వాస్తవ-ప్రపంచ పరిసరాలతో సరిపోలాలి.
• నీడలు (Shadows): ఒక వస్తువును వాస్తవికతలో నిలబెట్టడానికి నీడలు వాదించదగినంతగా అత్యంత ముఖ్యమైన సూచన. ఒక నీడ ఒక వస్తువును ఒక ఉపరితలానికి కలుపుతుంది, దానికి బరువు మరియు స్థానం యొక్క భావాన్ని ఇస్తుంది. ఒక నీడ యొక్క మృదుత్వం, దిశ, మరియు రంగు పర్యావరణంలోని కాంతి మూలాల గురించి విస్తృతమైన సమాచారాన్ని అందిస్తాయి.

మీ కార్యాలయంలో ఒక వర్చువల్, మెరిసే ఎర్రటి గోళాన్ని ఉంచినట్లు ఊహించుకోండి. డిఫాల్ట్, సీన్-ఆధారిత లైటింగ్‌తో, దానికి ఒక సాధారణ తెల్లటి హైలైట్ మరియు ఒక సాధారణ, ముదురు వృత్తాకార నీడ ఉండవచ్చు. ఇది నకిలీగా కనిపిస్తుంది. ఇప్పుడు, లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్‌తో, అదే గోళం మీ మానిటర్ నుండి నీలి కాంతిని, డెస్క్ ల్యాంప్ నుండి వెచ్చని పసుపు కాంతిని, మరియు కిటికీ యొక్క వక్రీకరించిన ప్రతిబింబాన్ని కూడా ప్రతిబింబించగలదు. దాని నీడ మృదువుగా మరియు ప్రాథమిక కాంతి మూలం నుండి సరిగ్గా కోణంలో ఉంటుంది. అకస్మాత్తుగా, ఆ గోళం మీ డెస్క్‌పై ఉన్నట్లుగా కాకుండా; మీ డెస్క్ పర్యావరణంలో ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తుంది. ఇదే వాస్తవిక లైటింగ్ యొక్క శక్తి, మరియు వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ API దీనినే అన్‌లాక్ చేస్తుంది.

WebXR లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ APIని సులభతరం చేయడం

వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ API అనేది విస్తృతమైన వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ డివైస్ API స్పెసిఫికేషన్‌లో ఒక మాడ్యూల్. దీని లక్ష్యం సరళమైనది కానీ శక్తివంతమైనది: పరికరం యొక్క కెమెరా ద్వారా వినియోగదారు యొక్క వాస్తవ-ప్రపంచ వాతావరణాన్ని విశ్లేషించి, డెవలపర్ యొక్క 3D రెండరింగ్ ఇంజిన్‌కు (Three.js లేదా Babylon.js వంటివి) చర్య తీసుకోదగిన లైటింగ్ డేటాను అందించడం. ఇది ఒక వంతెనగా పనిచేస్తుంది, మీ వర్చువల్ సీన్ యొక్క లైటింగ్‌ను అసలు భౌతిక సీన్ యొక్క లైటింగ్ ద్వారా నడిపించడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది? ఒక సరళీకృత వీక్షణ

ఈ ప్రక్రియలో మాయాజాలం ఉండదు; ఇది కంప్యూటర్ విజన్ యొక్క ఒక అధునాతన అప్లికేషన్. లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ ఎనేబుల్ చేయబడిన వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ సెషన్ యాక్టివ్‌గా ఉన్నప్పుడు, అంతర్లీన ప్లాట్‌ఫారమ్ (Androidలో Google యొక్క ARCore వంటిది) కెమెరా ఫీడ్‌ను నిరంతరం విశ్లేషిస్తుంది. ఈ విశ్లేషణ పరిసర లైటింగ్ యొక్క అనేక ముఖ్య లక్షణాలను అంచనా వేస్తుంది:

• మొత్తం ప్రకాశం మరియు రంగు: ఇది కాంతి యొక్క ప్రధాన తీవ్రత మరియు రంగు ఛాయను నిర్ధారిస్తుంది. గది చల్లని, తెల్లని ఫ్లోరోసెంట్ బల్బులతో ప్రకాశవంతంగా ఉందా, లేదా వెచ్చని, నారింజ రంగు సూర్యాస్తమయం ద్వారా మసకగా ఉందా?
• కాంతి దిశ: ఇది ప్రతి ఒక్క లైట్ బల్బును గుర్తించనప్పటికీ, ఇది అత్యంత ప్రబలమైన కాంతి మూలాల సాధారణ దిశను నిర్ధారించగలదు.
• పర్యావరణ ప్రాతినిధ్యం: ముఖ్యంగా, ఇది అన్ని దిశల నుండి వచ్చే కాంతి యొక్క సంపూర్ణ ప్రాతినిధ్యాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ సమాచారం అప్పుడు నిజ-సమయ 3D గ్రాఫిక్స్ రెండరింగ్ కోసం అత్యంత ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన ఫార్మాట్‌లలో ప్యాకేజ్ చేయబడుతుంది. API ద్వారా అందించబడిన రెండు ప్రాథమిక డేటా ఫార్మాట్‌లు స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ మరియు ఒక రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్.

API డేటా యొక్క రెండు ముఖ్య భాగాలు

మీరు మీ వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ సెషన్‌లో లైట్ ఎస్టిమేట్ కోసం అభ్యర్థించినప్పుడు, మీకు ఒక `XRLightEstimate` ఆబ్జెక్ట్ లభిస్తుంది. ఈ ఆబ్జెక్ట్‌లో మీ రెండరర్ ఉపయోగించే రెండు కీలకమైన డేటా భాగాలు ఉంటాయి.

1. డిఫ్యూజ్ లైటింగ్ కోసం స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ (SH)

ఇది బహుశా అత్యంత సంక్లిష్టంగా వినిపించేది కానీ APIలో ప్రాథమికంగా ముఖ్యమైన భాగం. సరళంగా చెప్పాలంటే, స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ అన్ని దిశల నుండి తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ (అంటే, మృదువైన మరియు అస్పష్టమైన) లైటింగ్ సమాచారాన్ని సూచించడానికి ఒక గణిత మార్గం. దీనిని ఒక సీన్‌లోని మొత్తం పరిసర కాంతి యొక్క అత్యంత సంపీడన, సమర్థవంతమైన సారాంశంగా భావించండి.

• ఇది దేని కోసం: ఇది ఒక వస్తువుపై పడే డిఫ్యూజ్ కాంతిని లెక్కించడానికి సరైనది. డిఫ్యూజ్ కాంతి అనేది చెక్క, రాయి, లేదా పాలిష్ చేయని ప్లాస్టిక్ వంటి మాట్ వస్తువుల ఉపరితలం నుండి సమానంగా చెదిరిపోయే కాంతి. SH ఈ ఉపరితలాలకు పర్యావరణంలోని పరిసర కాంతికి సంబంధించి వాటి ధోరణి ఆధారంగా సరైన రంగు మరియు షేడింగ్‌ను ఇస్తుంది.
• ఇది ఎలా అందించబడుతుంది: API SH డేటాను కోఎఫిషియంట్స్ యొక్క శ్రేణిగా అందిస్తుంది (సాధారణంగా 3వ-ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ కోసం 27 విలువలతో ఒక `Float32Array`). ఈ సంఖ్యలను నేరుగా ఆధునిక ఫిజికల్లీ-బేస్డ్ రెండరింగ్ (PBR) షేడర్‌లలోకి ఫీడ్ చేయవచ్చు, ఇవి ఒక మాట్ ఉపరితలంపై ప్రతి పిక్సెల్ యొక్క చివరి రంగును లెక్కించడానికి వాటిని ఉపయోగిస్తాయి.

2. స్పెక్యులర్ లైటింగ్ కోసం రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్స్

మాట్ ఉపరితలాల కోసం స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ అద్భుతంగా ఉన్నప్పటికీ, వాటికి మెరిసే ఉపరితలాల కోసం అవసరమైన వివరాలు ఉండవు. అక్కడే రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్ వస్తుంది. ఒక క్యూబ్‌మ్యాప్ అనేది ఆరు టెక్స్చర్‌లను ఒక ఘనం యొక్క ముఖాల వలె అమర్చిన ఒక క్లాసిక్ కంప్యూటర్ గ్రాఫిక్స్ టెక్నిక్. కలిసి, అవి ఒకే పాయింట్ నుండి పర్యావరణం యొక్క 360-డిగ్రీల పనోరమిక్ చిత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

• ఇది దేని కోసం: క్యూబ్‌మ్యాప్ స్పెక్యులర్ (మెరిసే) ఉపరితలాలపై పదునైన, వివరణాత్మక ప్రతిబింబాలను సృష్టించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. మీరు ఒక లోహపు లేదా నిగనిగలాడే వస్తువును రెండర్ చేసినప్పుడు, రెండరింగ్ ఇంజిన్ దాని ఉపరితలంపై ఏమి ప్రతిబింబించాలో గుర్తించడానికి క్యూబ్‌మ్యాప్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. ఒక వర్చువల్ క్రోమ్ బాల్‌పై అసలు గది యొక్క వాస్తవిక ప్రతిబింబాన్ని చూడటం ఫోటోరియలిజం సాధించడంలో ఒక ప్రధాన కారకం.
• ఇది ఎలా అందించబడుతుంది: API దీనిని `XRReflectionCubeMap`గా అందిస్తుంది, ఇది ఒక `WebGLTexture` ఆబ్జెక్ట్, దీనిని నేరుగా మీ 3D సీన్‌లో ఒక పర్యావరణ మ్యాప్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. ఈ క్యూబ్‌మ్యాప్ వినియోగదారు చుట్టూ తిరిగే కొద్దీ లేదా లైటింగ్ పరిస్థితులు మారే కొద్దీ సిస్టమ్ ద్వారా డైనమిక్‌గా నవీకరించబడుతుంది.

ఆచరణాత్మక అమలు: మీ WebXR యాప్‌కు లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్‌ను తీసుకురావడం

ఇప్పుడు మనం సిద్ధాంతాన్ని అర్థం చేసుకున్నాము, ఈ ఫీచర్‌ను ఒక వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ అప్లికేషన్‌లో ఏకీకృతం చేయడానికి అవసరమైన ఉన్నత-స్థాయి దశలను చూద్దాం. పూర్తి అమలు కోడ్ సంక్లిష్టంగా ఉండవచ్చు మరియు మీ 3D లైబ్రరీ ఎంపికపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ ప్రధాన ప్రక్రియ ఒక స్థిరమైన నమూనాను అనుసరిస్తుంది.

అవసరాలు

• వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలపై, ఒక సెషన్‌ను ప్రారంభించడం మరియు ఒక రెండర్ లూప్‌ను అమలు చేయడం సహా, గట్టి అవగాహన.
• Three.js లేదా Babylon.js వంటి WebGL-ఆధారిత 3D లైబ్రరీతో పరిచయం. ఈ లైబ్రరీలు చాలా తక్కువ-స్థాయి సంక్లిష్టతను సంగ్రహిస్తాయి.
• ఒక అనుకూల పరికరం మరియు బ్రౌజర్. ఈ రచన నాటికి, వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ ARCoreతో ఆధునిక Android పరికరాలలో Chromeలో అత్యంత పటిష్టంగా మద్దతు ఇవ్వబడింది.
• HTTPS: అన్ని వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ ఫీచర్ల వలె, మీ సైట్ తప్పనిసరిగా సురక్షిత కనెక్షన్ ద్వారా అందించబడాలి.

దశలవారీ ఇంటిగ్రేషన్ (భావనాత్మక)

ఇక్కడ అవసరమైన దశల యొక్క భావనాత్మక నడక ఉంది. తదుపరి విభాగంలో మనం లైబ్రరీ-నిర్దిష్ట సహాయకులను చర్చిస్తాము.

దశ 1: 'light-estimation' ఫీచర్‌ను అభ్యర్థించండి
మీరు మీ AR సెషన్‌ను సృష్టించేటప్పుడు APIని స్పష్టంగా అడగకపోతే దాన్ని ఉపయోగించలేరు. మీరు `requestSession` కాల్‌లో `requiredFeatures` లేదా `optionalFeatures` శ్రేణికి `'light-estimation'`ను జోడించడం ద్వారా ఇది చేస్తారు.

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

దశ 2: ఒక XRLightProbeని సృష్టించండి
సెషన్ ప్రారంభమైన తర్వాత, మీరు లైటింగ్ సమాచారాన్ని స్వీకరించడం ప్రారంభించాలనుకుంటున్నారని దానికి చెప్పాలి. మీరు సెషన్ కోసం ఒక లైట్ ప్రోబ్‌ను సృష్టించడం ద్వారా ఇది చేస్తారు. మీరు మీ ప్రాధాన్య ప్రతిబింబ మ్యాప్ ఫార్మాట్‌ను కూడా పేర్కొనవచ్చు.

const lightProbe = await session.requestLightProbe();

దశ 3: రెండర్ లూప్‌లో లైటింగ్ డేటాను యాక్సెస్ చేయండి
లైటింగ్ డేటా ప్రతి ఫ్రేమ్‌తో నవీకరించబడుతుంది. మీ `requestAnimationFrame` రెండర్ లూప్ కాల్‌బ్యాక్ లోపల (`time` మరియు `frame`ను ఆర్గ్యుమెంట్స్‌గా అందుకుంటుంది), మీరు మీ ప్రోబ్ కోసం తాజా అంచనాను పొందవచ్చు.

function onXRFrame(time, frame) {
// ... పోజ్, మొదలైనవి పొందండి ...

const lightEstimate = frame.getLightEstimate(lightProbe);

if (lightEstimate) {
// మనకు లైటింగ్ డేటా ఉంది! ఇప్పుడు మనం దాన్ని వర్తింపజేయవచ్చు.
applyLighting(lightEstimate);
}

// ... సీన్‌ను రెండర్ చేయండి ...
}
సెషన్ ప్రారంభమైన తర్వాత సిస్టమ్ మొదటి అంచనాను రూపొందించడానికి కొన్ని ఫ్రేమ్‌లు పట్టవచ్చు కాబట్టి, `lightEstimate` ఉందో లేదో తనిఖీ చేయడం ముఖ్యం.

దశ 4: మీ 3D సీన్‌కు డేటాను వర్తింపజేయండి
ఇక్కడే మీ 3D ఇంజిన్ వస్తుంది. `lightEstimate` ఆబ్జెక్ట్‌లో `sphericalHarmonicsCoefficients` మరియు `reflectionCubeMap` ఉంటాయి.

• స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ వర్తింపజేయడం: మీరు `sphericalHarmonicsCoefficients` శ్రేణిని మీ PBR మెటీరియల్స్‌కు పాస్ చేస్తారు, తరచుగా మీ 3D ఇంజిన్‌లోని `LightProbe` ఆబ్జెక్ట్‌ను నవీకరించడం ద్వారా. ఇంజిన్ యొక్క షేడర్‌లు అప్పుడు డిఫ్యూజ్ లైటింగ్‌ను లెక్కించడానికి ఈ డేటాను ఉపయోగిస్తాయి.
• రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్‌ను వర్తింపజేయడం: `reflectionCubeMap` ఒక `WebGLTexture`. మీ రెండరర్ ఉపయోగించగల వెర్షన్‌ను పొందడానికి మీరు మీ సెషన్ యొక్క `XRWebGLBinding`ని ఉపయోగించాలి, ఆపై దానిని మీ సీన్ కోసం గ్లోబల్ పర్యావరణ మ్యాప్‌గా సెట్ చేయాలి. ఇది మెటాలిక్ లేదా రఫ్‌నెస్ విలువ ఉన్న అన్ని PBR మెటీరియల్స్‌ను ప్రతిబింబించేలా చేస్తుంది.

ఇంజిన్-నిర్దిష్ట ఉదాహరణలు: Three.js మరియు Babylon.js

అదృష్టవశాత్తూ, ప్రసిద్ధ WebGL లైబ్రరీలు దశ 4 నుండి చాలా వరకు భారాన్ని నిర్వహిస్తాయి, ఇది డెవలపర్‌లకు ప్రక్రియను చాలా సరళతరం చేస్తుంది.

Three.js అమలు గమనికలు

Three.js ఒక అసాధారణమైన `WebXRManager` మరియు ఒక ప్రత్యేక సహాయక తరగతిని కలిగి ఉంది, ఇది లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్‌ను దాదాపు ప్లగ్-అండ్-ప్లే ఫీచర్‌గా చేస్తుంది.

ముఖ్యమైనది XREstimatedLight తరగతి. మీరు ఈ తరగతి యొక్క ఒక ఉదాహరణను సృష్టించి మీ సీన్‌కు జోడించవచ్చు. మీ రెండర్ లూప్‌లో, మీరు కేవలం `xrFrame.getLightEstimate(lightProbe)` ఫలితాన్ని మరియు `lightProbe`ను లైట్ యొక్క `update()` పద్ధతికి పాస్ చేస్తారు. సహాయక తరగతి మిగతావన్నీ చూసుకుంటుంది:

• ఇది ఒక Three.js `LightProbe` ఆబ్జెక్ట్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని `sh` ప్రాపర్టీని స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ కోఎఫిషియంట్స్‌తో స్వయంచాలకంగా నవీకరిస్తుంది.
• ఇది `scene.environment` ప్రాపర్టీని రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్‌తో స్వయంచాలకంగా నవీకరిస్తుంది.
• లైట్ ఎస్టిమేట్ అందుబాటులో లేనప్పుడు, ఇది ఒక డిఫాల్ట్ లైటింగ్ సెటప్‌కు తిరిగి వెళ్ళగలదు, ఇది ఒక సున్నితమైన అనుభవాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

ఈ ఉన్నత-స్థాయి అబ్స్ట్రాక్షన్ అంటే మీరు మీ 3D కంటెంట్‌ను సృష్టించడంపై దృష్టి పెట్టవచ్చు మరియు టెక్స్చర్‌లను బైండ్ చేయడం మరియు షేడర్ యూనిఫామ్‌లను నవీకరించడం వంటి సంక్లిష్టతలను `XREstimatedLight` నిర్వహించనివ్వవచ్చు.

Babylon.js అమలు గమనికలు

Babylon.js కూడా దాని `WebXRDefaultExperience` సహాయకం కోసం ఒక ఉన్నత-స్థాయి, ఫీచర్-ఆధారిత వ్యవస్థను అందిస్తుంది.

ఫీచర్‌ను ఎనేబుల్ చేయడానికి, మీరు కేవలం ఫీచర్స్ మేనేజర్‌ను యాక్సెస్ చేసి దాని పేరు ద్వారా ఎనేబుల్ చేస్తారు:

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

ఎనేబుల్ చేసిన తర్వాత, ఫీచర్ స్వయంచాలకంగా:

• `XRLightProbe` యొక్క సృష్టి మరియు జీవితచక్రాన్ని నిర్వహిస్తుంది.
• సీన్ యొక్క ప్రధాన `environmentTexture`ను API ద్వారా అందించబడిన రిఫ్లెక్షన్ క్యూబ్‌మ్యాప్‌తో నవీకరిస్తుంది.
• స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్ కోఎఫిషియంట్స్‌కు యాక్సెస్ అందిస్తుంది, వీటిని Babylon యొక్క PBR మెటీరియల్ సిస్టమ్ డిఫ్యూజ్ లైటింగ్ లెక్కల కోసం ఉపయోగించగలదు.
• `onLightEstimatedObservable` వంటి సహాయకరమైన అబ్జర్వబుల్స్ (ఈవెంట్‌లు) కలిగి ఉంటుంది, వీటికి మీరు కొత్త లైటింగ్ డేటా వచ్చినప్పుడు కస్టమ్ లాజిక్ కోసం సబ్‌స్క్రయిబ్ చేయవచ్చు.

ఈ విధానం, Three.js మాదిరిగానే, డెవలపర్‌లు కేవలం కొన్ని లైన్ల కోడ్‌తో ఈ అధునాతన ఫీచర్‌ను ఎంచుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది, దీనిని ఇప్పటికే ఉన్న Babylon.js రెండరింగ్ పైప్‌లైన్‌లో సజావుగా ఏకీకృతం చేస్తుంది.

ప్రస్తుత సాంకేతికత యొక్క సవాళ్లు మరియు పరిమితులు

వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ ఒక స్మారక ముందడుగు అయినప్పటికీ, దాని ప్రస్తుత పరిమితుల యొక్క వాస్తవిక అవగాహనతో దానిని సంప్రదించడం చాలా అవసరం.

• పనితీరు వ్యయం: కెమెరా ఫీడ్‌ను నిరంతరం విశ్లేషించడం, క్యూబ్‌మ్యాప్‌లను రూపొందించడం, మరియు స్ఫెరికల్ హార్మోనిక్స్‌ను ప్రాసెస్ చేయడం గణనీయమైన CPU మరియు GPU వనరులను వినియోగిస్తుంది. ఇది ఒక క్లిష్టమైన పనితీరు పరిగణన, ముఖ్యంగా బ్యాటరీ-ఆధారిత మొబైల్ పరికరాలలో. డెవలపర్లు ఖచ్చితమైన వాస్తవికత కోసం కోరికను, సున్నితమైన, అధిక-ఫ్రేమ్-రేట్ అనుభవం యొక్క అవసరంతో సమతుల్యం చేసుకోవాలి.
• అంచనా కచ్చితత్వం: పేరులోనే అంతా ఉంది—ఇది ఒక అంచనా. అసాధారణ లైటింగ్ పరిస్థితులు, అనేక రంగుల లైట్లతో చాలా సంక్లిష్టమైన సీన్‌లు, లేదా కాంతిలో అత్యంత వేగవంతమైన మార్పుల ద్వారా సిస్టమ్ మోసపోవచ్చు. ఇది ఒక సంభావ్య అనుకరణను అందిస్తుంది, భౌతికంగా ఖచ్చితమైన కొలతను కాదు.
• పరికరం మరియు బ్రౌజర్ మద్దతు: ఈ ఫీచర్ ఇంకా విశ్వవ్యాప్తంగా అందుబాటులో లేదు. ARCore వంటి ప్లాట్‌ఫారమ్-నిర్దిష్ట AR ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లపై దాని ఆధారపడటం అంటే ఇది ప్రధానంగా Chrome నడుస్తున్న ఆధునిక Android పరికరాలలో అందుబాటులో ఉంది. iOS పరికరాలలో మద్దతు విస్తృత స్వీకరణకు ఒక పెద్ద లోటు.
• స్పష్టమైన నీడలు లేకపోవడం: ప్రస్తుత API పరిసర మరియు ప్రతిబింబ కాంతికి అద్భుతమైనది కానీ ప్రబలమైన దిశాత్మక కాంతి మూలాల గురించి నేరుగా సమాచారం అందించదు. దీని అర్థం, "ఈ నిర్దిష్ట దిశ నుండి ఒక బలమైన కాంతి వస్తోంది" అని ఇది మీకు చెప్పలేదు. ఫలితంగా, వర్చువల్ వస్తువుల నుండి వాస్తవ-ప్రపంచ ఉపరితలాలపై స్ఫుటమైన, ఖచ్చితమైన నిజ-సమయ నీడలను ప్రసరింపజేయడానికి ఇప్పటికీ అదనపు పద్ధతులు అవసరం. డెవలపర్లు తరచుగా SH డేటాను ప్రకాశవంతమైన కాంతి దిశను అంచనా వేయడానికి మరియు వారి సీన్‌లో ఒక ప్రామాణిక దిశాత్మక కాంతిని ఉంచడానికి ఉపయోగిస్తారు, కానీ ఇది ఒక అనుకరణ మాత్రమే.

WebXR లైటింగ్ భవిష్యత్తు: తదుపరి ఏమిటి?

నిజ-సమయ రెండరింగ్ మరియు కంప్యూటర్ విజన్ రంగం అద్భుతమైన వేగంతో అభివృద్ధి చెందుతోంది. లీనమయ్యే వెబ్‌లో లైటింగ్ భవిష్యత్తు ఉజ్వలంగా ఉంది, అనేక ఉత్తేజకరమైన పురోగతులు హోరిజోన్‌లో ఉన్నాయి.

మెరుగైన దిశాత్మక కాంతి మరియు నీడ APIలు

డెవలపర్ కమ్యూనిటీ నుండి ఒక తరచుగా వచ్చే అభ్యర్థన ఏమిటంటే, API ప్రాథమిక కాంతి మూలం(ల) గురించి దిశ, రంగు, మరియు తీవ్రతతో సహా మరింత స్పష్టమైన డేటాను అందించడం. అటువంటి API భౌతికంగా ఖచ్చితమైన, కఠినమైన-అంచుల నీడలను ప్రసరింపజేయడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది, ఇది వాస్తవికత కోసం ఒక భారీ ముందడుగు అవుతుంది. దీనిని ప్లేన్ డిటెక్షన్ APIతో ఏకీకృతం చేసి వాస్తవ-ప్రపంచ నేలలు మరియు టేబుళ్లపై నీడలను ప్రసరింపజేయవచ్చు.

అధిక-విశ్వసనీయత పర్యావరణ మ్యాప్‌లు

మొబైల్ ప్రాసెసర్‌లు మరింత శక్తివంతం అవుతున్న కొద్దీ, సిస్టమ్ అధిక-రిజల్యూషన్, అధిక-డైనమిక్-రేంజ్ (HDR) ప్రతిబింబ క్యూబ్‌మ్యాప్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుందని మనం ఆశించవచ్చు. ఇది మరింత ఉత్సాహభరితమైన మరియు వివరణాత్మక ప్రతిబింబాలకు దారి తీస్తుంది, వాస్తవ మరియు వర్చువల్ మధ్య రేఖను మరింత అస్పష్టం చేస్తుంది.

విస్తృత ప్లాట్‌ఫారమ్ స్వీకరణ

అంతిమ లక్ష్యం ఈ ఫీచర్లు ప్రామాణీకరించబడి, అన్ని ప్రధాన బ్రౌజర్‌లు మరియు పరికరాలలో అందుబాటులోకి రావడం. Apple తన AR సమర్పణలను అభివృద్ధి చేస్తూనే ఉన్నందున, iOSలోని Safari చివరికి వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ APIని స్వీకరిస్తుందని ఆశ ఉంది, ఇది ఈ అధిక-విశ్వసనీయత అనుభవాలను చాలా పెద్ద ప్రపంచ ప్రేక్షకులకు అందిస్తుంది.

AI-ఆధారిత సీన్ అండర్‌స్టాండింగ్

ఇంకా ముందుకు చూస్తే, మెషీన్ లెర్నింగ్‌లోని పురోగతులు పరికరాలు కేవలం కాంతిని అంచనా వేయడమే కాకుండా, ఒక సీన్‌ను అర్థవంతంగా అర్థం చేసుకోవడానికి అనుమతించగలవు. పరికరం ఒక "కిటికీ," ఒక "దీపం," లేదా "ఆకాశం"ను గుర్తించి, ఆ జ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి మరింత ఖచ్చితమైన మరియు పటిష్టమైన లైటింగ్ మోడల్‌ను సృష్టించవచ్చు, ఇందులో బహుళ కాంతి మూలాలు మరియు సంక్లిష్ట నీడ పరస్పర చర్యలు ఉంటాయి.

ముగింపు: ఇమ్మర్సివ్ వెబ్ కోసం మార్గాన్ని ప్రకాశవంతం చేయడం

వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ కేవలం ఒక వృద్ధి ఫీచర్ కంటే ఎక్కువ; ఇది వెబ్‌లో ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ భవిష్యత్తు కోసం ఒక పునాది సాంకేతికత. డిజిటల్ వస్తువులు వాటి భౌతిక పరిసరాల ద్వారా వాస్తవికంగా ప్రకాశవంతం కావడానికి అనుమతించడం ద్వారా, ఇది ARను ఒక నూతన జిమ్మిక్ నుండి నిజంగా లీనమయ్యే మరియు నమ్మదగిన మాధ్యమంగా ఉన్నతీకరిస్తుంది.

ఇది తరచుగా AR అనుభవాలు పొంతన లేకుండా అనిపించేలా చేసే గ్రహణ అంతరాన్ని మూసివేస్తుంది. ఇ-కామర్స్ కోసం, ఒక కస్టమర్ వారి ఇంట్లోని కాంతిని ఒక లోహపు దీపం నిజంగా ఎలా ప్రతిబింబిస్తుందో చూడగలరని దీని అర్థం. గేమింగ్ కోసం, పాత్రలు ఆటగాడి ప్రపంచంలో మరింతగా ఉన్నట్లు మరియు ఏకీకృతంగా అనిపిస్తాయని దీని అర్థం. విద్య కోసం, చారిత్రక కళాఖండాలను గతంలో వెబ్ బ్రౌజర్‌లో అసాధ్యమైన వాస్తవికత స్థాయిలో వీక్షించవచ్చని దీని అర్థం.

పనితీరు మరియు క్రాస్-ప్లాట్‌ఫారమ్ మద్దతులో సవాళ్లు మిగిలి ఉన్నప్పటికీ, ఈ రోజు అందుబాటులో ఉన్న సాధనాలు, ముఖ్యంగా Three.js మరియు Babylon.js వంటి శక్తివంతమైన లైబ్రరీలతో జత చేసినప్పుడు, ఈ ఒకప్పుడు సంక్లిష్టమైన సాంకేతికతను ఆశ్చర్యకరంగా అందుబాటులోకి తెచ్చాయి. ఇమ్మర్సివ్ వెబ్‌పై ఆసక్తి ఉన్న అన్ని వెబ్ డెవలపర్‌లు మరియు సృష్టికర్తలను వెబ్‌ఎక్స్ఆర్ లైటింగ్ ఎస్టిమేషన్ APIని అన్వేషించమని మేము ప్రోత్సహిస్తున్నాము. ప్రయోగాలు ప్రారంభించండి, సరిహద్దులను అధిగమించండి, మరియు ప్రపంచ ప్రేక్షకుల కోసం తదుపరి తరం వాస్తవిక AR అనుభవాల కోసం మార్గాన్ని ప్రకాశవంతం చేయడంలో సహాయపడండి.