GAMES202 - Recap of CG basics


    
  1. 1. 1 渲染管线
  2. 2. 2 OpenGL流程 - 类比于画油画
  3. 3. 3 GLSL
    1. 3.1. 3.1 shader language简介
    2. 3.2. 3.2 配置shader
    3. 3.3. 3.3 vertex shader
    4. 3.4. 3.4 fragment shader
    5. 3.5. 3.5 对shader进行Debug
  4. 4. 4 渲染方程

1 渲染管线

  • 顶点处理
    • 变换，将世界坐标中的顶点投影到屏幕空间上
  • 三角形处理
    • 顶点间的连接关系不变，在屏幕上连接三角形
  • 光栅化
    • 将三角形离散成屏幕上的像素，称为片段(fragment)
  • 片段处理
    • 片段着色、纹理映射
  • 输出帧图像

2 OpenGL流程 - 类比于画油画

  • 放置模型
    • 模型描述、模型变换
    • Vertex buffer object(VBO)
      • 一块传给GPU的buffer，存储模型的顶点、法线、纹理坐标
  • 放置画架
    • 视图变换
      • 相机属性
    • 创建framebuffer
  • 将画布放在画架上
    • 用同一个framebuffer可以输出多个不同纹理(renderTarget)
      • 一个pass里可以输出多张结果：normal、depth等
      • 用户在fragment shader中决定输出纹理的样式
  • 在画布上画画
    • Vertex shader
      • 对每个顶点，顶点变换、投影、插值
    • fragment shader
      • 对每个片段，光照、阴影、深度测试
  • 可以画多次
    • 之前的帧可以作为参考

3 GLSL

3.1 shader language简介

  • HLSL → vertex shader + pixel shader

  • GLSL → vertex shader + fragment shader

3.2 配置shader

  • 写shader
  • 编译shader
  • 将编译好的shader链接到程序中
  • 运行程序

3.3 vertex shader

  • attribute关键字
    • 表示顶点属性，只在vertex shader中出现
    • 在创建VBO的时候定义
  • varying关键字
    • 告诉片段着色器哪些量需要被插值
    • 例如纹理坐标，vertex shader中只有顶点的纹理坐标，而fragment shader中需要知道三角形内部的纹理坐标，因此需要插值
  • uniform关键字
    • 可以理解成直接从CPU拿过来的全局变量
    • vertex、fragment两个shader都可以访问
  • gl_Position
    • OpenGL预定义的变量，需要将变换后的顶点位置写到该变量里

3.4 fragment shader

  • varying关键字
    • 从vertex shader拿到的已插值的变量
  • sampler2D类型
    • 表示一张二维的纹理
    • 可以使用texture2D()查询纹理上的某个位置
  • gl_FragColor
    • OpenGL预定义的变量，需要将最终的输出颜色写到该变量里
  • 注意gamma矫正

3.5 对shader进行Debug

  • Nsight Graphics，只用于NVIDIA GPU
  • Renderdoc
  • 手动debug办法
    • 把值当成颜色，输出为图像
    • 负数可以加上某个偏移再输出

4 渲染方程

img

  • 实时渲染的间接光照通常只考虑one-bounce

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    缺失模块。
    1、请确保node版本大于6.2
    2、在博客根目录（注意不是yilia根目录）执行以下命令：
    npm i hexo-generator-json-content --save

    3、在根目录_config.yml里添加配置： 

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