TinySoftRenderer：一款从零开始的轻量级软渲染器

TinySoftRenderer：一款从零开始的轻量级软渲染器

TinySoftRenderer A tiny soft-renderer built from scratch using C++ 11 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ti/TinySoftRenderer

项目介绍

TinySoftRenderer 是一个使用 C++ 11 从零开始构建的轻量级软渲染器。项目的主要目的是在不依赖任何图形库的情况下，深入理解三维渲染过程。它为开发者提供了一个纯粹的渲染框架，帮助他们在底层实现中加深对图形渲染原理的理解。

项目技术分析

TinySoftRenderer 在构建过程中，使用了多个第三方库来辅助开发，但所有渲染逻辑均独立实现。以下是项目所使用的主要第三方库：

• SDL2：用于显示渲染结果以及处理鼠标和键盘事件。
• GLM：一个广泛使用的数学库，用于矩阵和向量的运算。
• stb_image：用于加载图片。
• assimp：用于加载和处理3D模型。
• oneTBB：用于实现多线程并行处理。

项目在构建时使用了 CMake 进行编译管理，支持 Windows 平台，并要求使用 Microsoft Visual Studio 2017 或 2019。

项目及技术应用场景

TinySoftRenderer 适用于教学、研究和个人项目，特别适合那些希望深入图形渲染原理的开发者和学生。以下是一些典型的应用场景：

1. 教学工具：作为图形学课程的辅助工具，帮助学生理解渲染管线的每个阶段。
2. 研究原型：为研究人员提供一个可定制的渲染框架，以快速验证新的渲染算法。
3. 个人项目：爱好者可以基于此项目开发自己的小游戏或渲染实验。

项目特点

1. 渲染功能

• 参数插值：支持仿射和透视正确的每个顶点参数插值。
• 背面剔除：实现屏幕空间背面剔除。
• 深度测试：使用 Z 缓冲（反转 Z）进行深度测试。
• 剪裁：实现 Sutherland-Hodgeman 的齐次剪裁算法。

2. 纹理和光照

• 纹理映射：支持最近邻纹理采样和双线性纹理采样。
• 光照算法：实现 Phong/Blinn-Phong 照明算法。
• 纹理映射：支持 Mipmap 纹理映射和三线性采样。
• 法线映射：实现切空间法线映射。

3. 图像处理

• 色调映射：实现 Reinhard 色调映射（从 HDR 到 LDR）。
• 抗锯齿：支持 4X 和 8X 多采样抗锯齿（MSAA）。
• 透明度处理：实现基于 MSAA 的 alpha 混合和 alpha to coverage 算法。

4. 性能优化

• 多线程：使用 oneTBB 实现多线程并行处理，CPU 使用率可达到 100%。

通过这些特点，TinySoftRenderer 展现出了作为一个研究型渲染器的潜力，同时也为开发者提供了一个强大的平台，以探索和实现新的图形渲染技术。

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