Uni__Lee的博客

摘要在上一节中，我们介绍了whited-style光线追踪的原理，以及实现细节。相比与光栅化中所使用的的Blinn-Phong模型，光线追踪显著了提升了图像质量，但随之而来的问题是渲染速度过慢。因为在判断光线与场景交点的时候，需要去进行所有三角形面与光线的求交，而且这仅仅是对一个像素而言。那么总体来说光是进行光线与三角形的求交这样一个计算过程就一共要： 像素数量x三角形面数量x弹射次数这么多次，如下图这样一个场景，一共就有10.7M的三角形面，你可以想象一共要多少次求交运算吗？

在进入原理讲解之前，我们首先考虑一下为什么需要光线追踪呢？因为Blinn-Phong这种局部模型无法处理全局效果！举个例子：如上图中房屋顶部的所接受到的光可不仅仅是Blinn-Phong模型考虑的直接光源，还有可能是来自窗外的光源照射到地板，再发生反射照射到了房屋顶部，而这部分光是局部光照模型没有考虑到的，而光线追踪正是为了解决这种问题所提出的一种全局光照模型。换个角度来考虑，光栅化虽然快但是得到的图像质量一般较低，为了追求更好的结果当然就会寻求更加完美的模型了。

在本篇文章中，我们会具体的讨论如何利用纹理映射让场景拥有丰富的颜色信息，以及纹理贴图精度大小所带来的问题，怎么去解决，最后将会介绍Bump Mapping和Displacement Mapping。

在进入具体的直线光栅化以及三角形光栅化算法之前，我们首先需要知道光栅化是一个什么样的过程。简单来说光栅化的目的就是将，因为我们的物体其实都是一个个顶点数据来表示的，如何表这些蕴含几何信息的数据转化为屏幕上的像素就是光栅化所考虑的东西。比如说一条直线，究竟该用哪些像素点去逼近它，一个三角形，又用哪些像素集合表示它，这都是光栅化的过程。本节主要讨论介绍两个直线光栅化和一个三角形光栅化算法。

着色与渲染流程

我们可以这样来描述视图变换的任务：将虚拟世界中以（x,y,z)为坐标的物体变换到以一个个像素位置(x,y)来表示的屏幕坐标系之中(2维)，这确实是一个较为复杂的过程，但是整个过程可以被细分为如下几个步骤：(1) 模型变换(modeling tranformation)：这一步的目的是将虚拟世界中或者更具体点，游戏场景中的物体调整至他们应该在的位置。

摘要变换矩阵 (Transformation Marices) 在图形学中的重要性不用多说，一切物体的缩放，旋转，位移，都可以通过变换矩阵作用得到。同时在投影 (projection) 变换的时候也有很多应用，本文将会介绍一些简要的变换矩阵。