地产宣传片制作|三维图形渲染管线

图像中物体所处位置及外形由其几何数据和摄像机的位置共同决定，物体外表是受到其材质属性、光源、纹理及着色模型所影响。

① 准备场景数据

1. 加载模型：Mesh、Material、Shader、Texture（硬盘 --> 内存 --> 显存）

2. 摄像机（位置、朝向、视锥体）

3. 光源（位置、类型等参数信息）

② 裁剪和剔除 ：视锥裁剪、背面剔除、遮挡剔除 (Occlusion Culling)

③ 计算模型视图矩阵

④ 设置渲染状态（RenderState）

渲染管线内部维护着一些状态值。在我们调用渲染API函数进行绘制之前我们需要设置这些状态值。

这些状态值指导GPU如何渲染我们传递到显存的模型和纹理数据。我们称这些状态值为“渲染状态(Render States) ”。

渲染状态包括Shader、Texture、Material、Light内部定义的各种状态等

最后，发起DrawCall调用

Geometry（几何阶段）：负责与每个渲染图元打交道，进行逐顶点、逐多边形的操作。

其重要任务是把顶点坐标变换到带有深度的屏幕空间中，再交给光栅器进行处理。

可进一步分割成：模型视图变换，顶点着色，[曲面细分]，[几何着色]，投影，裁剪及屏幕映射

模型变换：将模型从模型空间变换到世界空间

视图变换：将各个模型从世界空间变换到眼空间（摄像机处于原点）

通常会把这两个变换矩阵结合成modelview矩阵，并将这个过程称之为模型视图变换

顶点着色器：主要功能是修改顶点属性。如：通过传入模型视图矩阵（MVP）进行顶点空间变换（位置属性）、逐顶点光照（颜色属性）、纹理坐标变换（uv属性）等

顶点着色器的处理单元是顶点，也就是说，输入进来的每个顶点都会调用一次顶点着色器。

顶点着色器只能对输入顶点的相关属性进行修改、创建和忽略，不可以创建或销毁任何顶点，而且无法得到顶点与顶点间的关系。

输入一般是一个变换矩阵和一个相对坐标；输出为眼空间中的坐标及每个顶点所附带的其他属性，如颜色、纹理坐标

曲面细分着色器：用于细分图元，分为3个阶段。

1. Control Shader，负责把控后续阶段的初始化操作，例如细化程度（可编程）

2. 处理Control阶段的输出，细化Patch数据（不可编程）

3. Evaluation Shader的输入为Patch数据；输出数据为顶点着色器所应输出的数据，但是是批量的（可编程）

几何着色器：输入是1个图元，输出是N个图元（N>=0）

通过Shader程序可以指定Geometry Shader对顶点信息进行增减。还有，因为实际增减的是图元顶点，所以对各种的线段、多边形、粒子等图元也可以进行增减。

利用Geometry Shader的各种方法被创造出来，因为可以自由的生成多边形，那么就可以在地面上生长出草的多边形，或者让3D角色生长出毛发等是最基本的使用方法。

在游戏中，还可以把不需要做逻辑交互处理的例如火花等特效的表现，使用Geometry Shader来生成。

注：Geometry Shader通常是在display driver中实现的，也就是说其实是由CPU负责计算，当重新返回GPU的VS时，对流水线的影响很大，所以Geometry Shader的实际效能并不高，甚至是非常低

投影：分为透视投影与正交投影；在眼空间将模型从三维空间投影到二维平面（D3D投影平面为z=1.0，OpenGL为z=-1.0；为了便于理解，可将其定义为视景体近裁截面）

，就找中视觉