2光栅化

定义视锥的话，需要定义一个宽高比和垂直可视角度
光栅，德语的屏幕，光栅化就是在屏幕上显示出来
视口变换：[-1,1]的立方体映射到[width,height]，先不管z
采样：1判断像素点在不在三角形内‘
光栅化：对像素点进行赋值

2.1反走样和深度缓冲

  • 一些失真

    • 走样：锯齿的别名
    • 摩尔纹
    • 车轮效应

  • 原因：采样率太低

  • 解决办法：先滤波（模糊），再采样

    实际：每个像素不再是二值，而是取像素内颜色的平均

    • MSAA：像素内不同颜色面积不好求，变为求4个点的覆盖率
    • FXAA
    • TAA

超分辨率：低分辨率到高分辨率

3着色

3.1遮挡

  • 画家算法：先画远的，再画近的，不行，有bug
  • Z-buffering深度缓冲：深度表，一直更新最小深度
    处理不了透明物体

3.2着色模型

着色定义：对物体应用不同材质

区域分类：高光，漫反射，环境光

  • 漫反射
    输入：观测方向v，法线方向n，光照方向i，表面参数
    着色≠阴影
    输出：着色点亮度Ld公式：正比于入射角，反比于距离

  • 高光
    观察方向和镜面反射方向接近，即半程向量和法线方向接近
    输出：Ls

  • 环境光

  • 输出：La，常数

3.3着色频率

平面着色，求三角形平面法线，着色

顶点着色，求三角形顶点法线，着色，三角形内部颜色插值
（求法：周围平面法线按面积加权平均）

像素着色：插值求三角形内部每个像素法线，着色

3.4图形管线（可渲染管线）

在着色编程中，只需要对1个顶点或像素进行编程

顶点操作，就叫顶点着色器

像素操作，就叫像素着色器，片元着色器

GPU：图形管线的硬件实现，其中有一部分可编程（着色器）

  • Vertex Processing：一系列变换
  • Triangle Processing：顶点变成三角形
  • Rasterization：光栅化
  • Fragment Processing：片元处理，包括着色
  • Framebuffer Operations：输出合并，缓冲区测试输出

3.5纹理映射

地球仪→映射到展开后的皮（贴图）

三角形的顶点映射到纹理uv坐标上

  • 插值：重心坐标

    要先在三维插值，再投影，不然重心坐标会变

  • 纹理过小问题

    映射后的纹理坐标非整数
    解决方法：双线性插值

  • 纹理过大

    映射后的纹理坐标是个区域，太大了，只取单个样本会导致摩尔纹（走样）

    解决方法：Mipmap，类似范围查询求平均值，特点快，近似，方形
    三线性插值

    各向异性过滤

  • 纹理应用

    • 表示环境光
    • 球形环境贴图
    • 立方体贴图（天空盒）
    • 凹凸/法线贴图
    • 位移贴图，真·凹凸
    • 动态曲面细分
    • 三维纹理