GPU 拾取的多重奇幻之旅：颜色编码、G-Buffer 与光线追踪的全景探索

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在三维图形世界中，如何让计算机迅速知道“你点中了哪一个对象”？这就好比魔法师凭借神秘符咒辨识每一个独特角色的身份。GPU 拾取便是这门魔法的核心，它利用 GPU 的并行计算能力，从海量数据中快速找出用户点击的目标。而实现这一过程的方法也多种多样：从传统的颜色编码到借助 G-Buffer，再到现代的光线追踪与 Compute Shader 技术。下面，让我们一起走进这个多重奇幻的世界，看看各种 GPU 拾取技术是如何施展魔法的。

一、GPU 拾取的魔法简介

在交互式三维应用中，每当用户在屏幕上点击或触摸时，系统需要判断这点对应的是哪一个对象。这一过程若完全依赖 CPU 进行几何计算，不仅复杂且效率低下。GPU 拾取的思路正是利用 GPU 的高速并行运算，通过离屏渲染生成一张“秘密地图”，并在地图中标记出每个对象的唯一身份标识（Pick ID）。用户点击后，只需从这张地图中读取特定像素的信息，即可还原出被点击对象的身份。

下面列出几个目前GPU拾取的技术方案:

二、颜色编码拾取：魔法相机与神奇画布

2.1 离屏渲染与 Framebuffer 的魔法

想象你手中有一台魔法相机，它并不直接拍摄你看到的彩色世界，而是在一块隐秘的画布——Framebuffer 上作画。在这块画布上，每个对象都用独一无二的颜色“签名”自己。具体过程是：

• 创建 Framebuffer

  ：建立一个专用的离屏缓冲区，附加颜色纹理（以及必要的深度或模板缓冲）。

• 设置渲染状态

  ：关闭所有可能影响颜色输出的光照、阴影、混合等效果，确保输出的颜色纯