Gracias a codepixel acabo de ver un tutorial sobre ambient oclusion bastante claro y que da una idea de como implementar esta técnica. En gamasutra también hay artículos (requiere registro, aunque creo que si deshabilitas javascript no es necesario) que tienen que ver con ambient occlusion.
Aunque quizás debería haber empezado por aquí, ambient occlusion es una técnica para saber qué cantidad de luz le llega, o mejor dicho, no le llega debido a la geometría que le rodea y que aporta a una escena mucho más realismo que con las técnicas de iluminación directas tradicionales.