10、基于对象渲染的帧操作技术

基于对象渲染的帧操作技术

1. 引言

计算机图形学是一个技术丰富的领域，其技术和工具不断改进，应用数量也在不断增加。图形硬件始终处于并行计算技术的前沿，其应用甚至迅速扩展到与可视化无关的领域。然而，若考虑DirectX和OpenGL等标准图形API，图形开发的复杂性问题并未得到改善。

图形API的抽象层次较低，这既有好处也有坏处。一方面，接口保持了最大的灵活性，应用范围广泛；另一方面，对于有意义的直接应用来说，这个层次可能过低。这种特性促使了大量图形引擎的诞生，这些引擎是专门的高级图形框架，提供更便捷的可视化抽象，可直接使用。

图形引擎是图形开发的优秀工具，但它们为了方便性牺牲了管道的灵活性，并且通常实现了一种僵化的可视化过程模型，在特定情况下可能在性能或适用性方面存在不足。一些技术先进的引擎还是相应公司的商业机密。这表明，仅靠图形管道和图形API不足以实现高性能和高质量的可视化，积累的经验可用于改进底层架构。

2. 相关工作

计算机图形学界一直关注图形引擎架构的改进。nVidia和Dice的开发者认识到需要将常见的场景图模型转变为更注重数据转换过程的模型。这一想法主要源于并行渲染的视角，并行渲染是图形硬件的基石，但在软件方面应用较少。

Haaser等人在 “An Incremental Rendering VM” 中描述了一种高效的数据导向渲染方法，展示了更高层次的抽象如何实现渲染过程的自动优化。

3. 过往工作

此前的研究使用代数抽象来研究可视化过程的理论模型，构建了参与渲染的一组完整对象和操作。还探索了如何使用高级着色语言（HLSL）的常见概念来实际实现这些构建。 <