《Real Time Rendering》笔记 第二章 图形渲染管线

管线的结构

应用层(The Application Stage)

应用层是有应用驱动的，运行在CPU上的程序。例如：碰撞检测(collision Detection)、全局加速度、动画、物理模拟等

几何层(The Geometry Stage)

处理图形的变形(transform)和投影(projection),决定图形的形状、位置和属性，在GPU上运行

模型视角变化

1. 模型的坐标从Model Space转化到World Space
2. 坐标从World Space转化到View Space/Camera Space

顶点着色(Vertex Shading)

  利用光照、材质等计算顶点的的信息

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视投影

• 正交投影(orthographic):平行的线，投影出来后，依然是平行的
• 透视投影(perspective):离镜头越远的线，投影越短

裁剪

  移除屏幕外的不需要渲染的物体，对于一半在屏幕外，一半在屏幕内的物体，重新构造

屏幕投影

  构建视窗到屏幕的映射关系

对于像素点（整数）和位置（浮点数）之间的映射，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]表示的区间是[-0.5, 9.5)
• Directx:0.5表示像素(Pixel)的中心。(像素[0,9]表的就是区间[0, 10)

栅格化层(The Rasterizer Stage)

用几何层生成的数据，逐像素生成图片

三角形建立(Triangle Setup)

  计算三角面的差异和其他数据（PS:不太明白具体指什么，以后再补充)

三角形遍历

  找到每一个再三角形中的像素点，生成fragement

逐像素着色(Pixel Shading)

  利用生成的fragment信息，逐像素填充信息。如：shader中的贴图就在这个时候才完成的

合并/融合

  这个阶段不可编程，但是可以配置<br >   Pixel Shading生成的像素信息，存储在了color buffer中。通过Z-buffer(depth buffer)来控制像素点的可见性

这里透明物体必须在实体(opaque object)后渲染，并且从远到近来渲染

• alpha channel:让特定透明度的fragment不要影响z-buffer
• stencil buffer:又称做raster operations(ROP)或者blend operations.用于生成特殊的效果
• frame buffer/accumulation buffer:可用于实现**动态模糊，Depth Of Field,抗锯齿，软阴影等
• double buffer（双缓冲区）：防治画面抖动