游戏引擎之：渲染(shading)

最新推荐文章于 2025-05-26 10:37:34 发布

houdy

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分类专栏：计算机图形学文章标签：游戏引擎 direct3d 出版 n2 email

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/houdy/article/details/160722

本文探讨游戏引擎中的渲染过程，重点是光照（illumination），包括顶点颜色、法向向量计算和光照模型。介绍了OpenGL和Direct3D中的坐标系差异，并讲解了常見的渲染模型如Constant、Gouraud和Phong Shading，以及凸凹贴图（Bump Mapping）技术。同时，提到了Normal Map和Height Map在Bump Mapping中的作用。

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整个渲染过程应该分为两个大的部分：
  1) material synthesis(材质综合)，包括纹理和表面属性。
2) illumination(光照)，包括各种光照模型和渲染模型。
在这里主要涉及到的内容是illumination。
在OpenGL中，若需要计算光照模型(light model),就需要在指定顶点(vertex)的时候，为顶点添加两个属性：
1) 顶点的颜色；
2) 顶点出的法向向量;
这两个属性的值直接参与光照模型的计算公式中。下面就顺便提一下如何计算顶点处的法向向量：
首先计算任意一个三角平面的法向量。可以通过三角形平面中三个顶点的坐标计算出这个面的法向量：
         A _
          | _
           |   _
            |    _
             C---B

上面画的三角形的三个顶点是以顺时针顺序排列的，与之对应的是左手坐标系。在OpenGL中采用的左手坐标系，而在Direct3D采用的是右手坐标系。根据三个顶点计算三角形面法向量的计算公式是：
normal=cross( (B-A), (C-A) )