【3d】Real-Time Rendering 3rd 笔记1：图形渲染管线

图形渲染管线的主要功能

• 图形渲染管线的主要功能就是决定在给定虚拟相机、三维物体、光源、照明模式，以及纹理等诸多条件的情况下，生成或绘制一幅二维图像的过程。在概念上可以将图形渲染管线分为三个阶段：应用程序阶段、几何阶段、光栅化阶段。

2.3.1应用程序阶段

• 应用程序阶段的主要任务，是将需要绘制图元输入到绘制管线的下一个阶段，以及实现一些软件方式来实现的方法。主要方法有碰撞检测、加速算法、输入检测，动画，力反馈以及纹理动画，变换仿真、几何变形，以及一些不在其他阶段执行的计算，如层次视锥裁剪等加速算法。
• 对于被渲染的每一帧，应用程序阶段将摄像机位置，光照和模型的图元输出到管线的下一个主要阶段，即几何阶段。

2.3.2几何阶段

• 几何阶段主要负责大部分多边形操作和顶点操作，可以将这个阶段进一步划分成如下几个功能阶段：模型视点变换、顶点着色、投影、裁剪、屏幕映射。这些功能阶段的主要功能如 下：
  ?【模型和视图变换阶段】：模型变换的目的是将模型变换到适合渲染的空间当中，而视图变换的目的是将摄像机放置于坐标原点，方便后续步骤的操作。
  ?【顶点着色阶段】：顶点着色的目的在于确定模型上顶点处材质的光照效果。
  ?【投影阶段】：投影阶段是将模型从三维空间投射到二维的空间中的过程。投影阶段也可以理解为将视体变换到一个对角顶点分别是(-1,-1,-1)和(1,1,1)单位立方体内的过程。
  ?【裁剪阶段】裁剪阶段的目的，是对部分位于视体内部的图元进行裁剪操作。