那些“照騙級”渲染影象背後的基本知識

原標題：那些“照騙級”渲染影象背後的基本知識

計算機的渲染包括了很多技術和內容，首先為大家簡單介紹下圖形繪製的基本過程。計算機圖形的繪製就是給定視點、三維物體、光源、照明模式和紋理元素等，然後通過計算的資料繪製二維影象。在繁複的視覺表現形式下，圖形繪製流水線一般分為三個主要階段：應用程式階段、幾何階段、光柵階段。

應用程式階段

應用程式階段，主要使用高階程式語言（C、C++、JAVA等）進行開發，通過CPU、記憶體等硬體裝置，實現場景圖建立、流體動力、視錐裁剪、碰撞檢測等效果。應用程式階段最終要將得到的頂點座標、法向量、紋理座標、紋理等幾何體資料，通過資料匯流排傳送到圖形硬體。

幾何階段

幾何階段簡單來說是將三維的幾何體繪製到二維的螢幕上。主要負責頂點座標變換、光照計算、裁剪、投影以及螢幕對映等。在GPU出現之前，主要由CPU承擔計算任務，CPU更偏重於處理邏輯控制，計算只是其中一部分，圖形繪製效率較低。當適合處理資料密集計算任務的GPU出現之後，極大的提高了運算效率，將圖形繪製能力提高到一個新的層次。幾何階段通過計算幾何體資料，從而得到經過變換和投影之後的頂點座標、顏色、以及紋理座標。

光柵階段

光柵化是決定哪些畫素被集合圖元覆蓋的過程。基於幾何階段的輸出資料，為畫素正確配色，以便繪製完整影象，本階段進行的都是單個畫素的操作，每個畫素的資訊儲存在顏色緩衝器（color buffer或者frame buffer）中。