计算机图形学的一些基本问题

写在前面

  学习unity shaderLab有一段时间了，总感觉要补一些基础知识才能更加深入，于是前一段时间又开始看计算机图形学方面的书，现在向女神乐乐看齐，写一篇备忘录，总结一下图形学各个术语，理解一下一些基本问题。

什么是Shader

中文翻译为着色器，简单来说，shader就是专门用来渲染3D图形的一种技术，用过shader，程序开发人员可以进行GPU编程，自己编写显卡渲染画面的算法，使画面更漂亮、更逼真，要做出绚丽的游戏，掌握shader编程是必不可少的。shader一般分为两种，一种是顶点着色器（vertex shader），用来计算顶点位置，为后期渲染作准备。第二种的像素着色器（fragment shader），用来计算光照、颜色等一系列的算法，用来处理光栅化后生成的fragment。

渲染管线（Rendering Pipeline）

  也被称为渲染流水线，渲染管线的绘制流程是面试中经常会被问到的问题，下面是一张大概的流程顺序（摘自GPU Programming  And Cg Language Primer 1rd Edition）。粗略可分为应用程序阶段、几何阶段和光栅化阶段，应用程序阶段是程序员调用DirectX3D或者openGL时发生，主要的阶段是几何阶段和光栅化阶段。

几何阶段：主要负责大部分多边形和顶点操作，包括：模型和视点变换（object space到world space，world space 到 eye space）、光照和着色、投影、裁减、屏幕映射（每个图元的x和y坐标变换到了屏幕坐标系中，也就是eye space 到project and clip space），图元装配。完成这些步骤后，我们会得到一堆在屏幕坐标上的三角面片，这些面片是用于光栅化的，也就是下一个阶段。

光栅化： 主要负责给每个图元正确配色。

openGL和d3d是什么

这些就是应用程序接口（API），用于访问图形硬件中的可编程特性，初学者可从这些API开始下手，慢慢接触图形编程。openGL比DX最大的好处就是跨平台的特性，它不依赖硬件的接口。但是u3d中的坐标系和d3d相同，有u3d使用经验的可能比较容易入手。