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渲染管线

1、三维物体：用点和连接关系（如obj文件）表示

2、顶点处理：MVP矩阵变换，从三维空间中的点变换到屏幕上的点（但是连接关系没有改变）

3、光栅化：将三角形离散成片元（像素），根据遮挡关系保留最终能看见的片元（深度测试）

4、着色：计算片元的颜色值（不同的着色模型，如blinn-phong，可以很好的处理直接光照，但是不适合处理全局光照，如阴影和光线的多次弹射/纹理映射（涉及重心坐标插值）等）

5、屏幕显示

关于先进行深度测试还是先计算片元的颜色值，会有不同的处理导致不同的顺序。硬件渲染管线在GPU上运行，速度快，并行性。

OpenGL

在CPU端执行的API调动GPU（快，很多操作封装成API可以直接调用），跨平台。缺点：版本太多；C风格代码没有面向对象的说法；很多年前不方便debug。

使用：

1、确定要绘制的模型 VBO：GPU中的一块内存，存储顶点属性

2、定义矩阵进行顶点变换，使用变换相关API，不需要自己推导矩阵（M变换）

3、确定相机位置（VP变换），创建/指定帧缓冲（指定了帧缓冲可以渲染一次，获得多张图（多目标渲染，由片元着色器指定渲染到哪一个纹理，第一次渲染得到的纹理可以在第二次渲染使用），以及为了防止屏幕撕裂，可能需要使用双重/三重缓冲）

4、着色器

顶点着色器：每个顶点进行变换如MVP变换；

在两个着色器中间会进行光栅化，需要插值的属性插值好送往片段着色器。

片段着色器：顶点着色器的输出是片段着色器的输入，顶点的属性会被插值到片段。为每一个片段着色。（可以手动进行深度测试）

除了顶点和片段很多都是可封装的。在渲染前，一定要设置清楚GPU应该如何渲染。

GLSL

着色语言写出来的着色器需要先编译，GPU再执行。

（1）create shader（本质是字符串，可以存在文件中）

（2）compile shader(编译)

（3）attach shader to program（结合所有自定义的shader）

（4）link program（链接，查看各个shader能否链接在一起，有无问题）

（5）use program

上述步骤可以封装。

attribute顶点属性，只会出现在顶点着色器。（）

varrying片段着色器需要使用的，要插值的量。（片段着色器有相同的变量）

uniform全局变量，着色器都可以访问

着色器不需要使用for循环，只是针对单个顶点/单个片元要如何执行。

texture2D:查一个纹理，在哪里查

gl_Fragment、gl_Position内置变量，写入最终片段呈现的值/变换后拿去视口变换的顶点（）

Debugging shader

工具：

Nsight Graphic

RenderDoc

将得出的值，当成颜色显示在屏幕（负数可以先偏移）

渲染方程

全局光照：直接光照+间接光照（计算复杂）

解决实时光照：解决多一次bounce的间接光照