《Real Time Rendering》第二章 圖形渲染管線總結

《Real Time Rendering》第二章 圖形渲染管線總結

管線的結構

應用層(The Application Stage)

應用層是有應用驅動的，運行在CPU上的程序。例如：碰撞檢測(collision Detection)、全局加速度、動畫、物理模擬等

幾何層(The Geometry Stage)

處理圖形的變形(transform)和投影(projection),決定圖形的形狀、位置和屬性，在GPU上運行

模型視角變化

1. 模型的坐標從Model Space轉化到World Space
2. 坐標從World Space轉化到View Space/Camera Space

頂點著色(Vertex Shading)

利用光照、材質等計算頂點的的信息

投影

把model等投影到2d平面上。主要有2中模式正交投影和透視投影

+ 正交投影(orthographic):平行的線，投影出來後，依然是平行的

+ 透視投影(perspective):離鏡頭越遠的線，投影越短

裁剪

移除屏幕外的不需要渲染的物體，對於一半在屏幕外，一半在屏幕內的物體，重新構造

屏幕投影

構建視窗到屏幕的映射關係

對於像素點（整數）和位置（浮點數）之間的映射，OpenGL和Directx使用不同的方式：

+ OpenGL: 0.0表示像素(Pixel)的中心。(像素[0,9]表示的區間是[-0.5, 9.5)

+ Directx:0.5表示像素(Pixel)的中心。(像素[0,9]表的就是區間[0, 10)

柵格化層(The Rasterizer Stage)

用幾何層生成的數據，逐像素生成圖片

三角形建立(Triangle Setup)

計算三角面的差異和其他數據（PS:不太明白具體指什麼，以後再補充)

三角形遍歷

找到每一個再三角形中的像素點，生成fragement

逐像素著色(Pixel Shading)

利用生成的fragment信息，逐像素填充信息。如：shader中的貼圖就在這個時候才完成的

合併/融合

這個階段不可編程，但是可以配置<br >

Pixel Shading生成的像素信息，存儲在了color buffer中。通過Z-buffer(depth buffer)來控制像素點的可見性

這裡透明物體必須在實體(opaque object)後渲染，並且從遠到近來渲染

+ alpha channel:讓特定透明度的fragment不要影響z-buffer

+ stencil buffer:又稱做raster operations(ROP)或者blend operations.用於生成特殊的效果

+ frame buffer/accumulation buffer:可用於實現**動態模糊，Depth Of Field,抗鋸齒，軟陰影等

+ double buffer（雙緩衝區）：防治畫面抖動

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