顺序无关半透明：Depth Peeling
由于光栅化渲染 API 只能保存一个像素的深度（通常为最近像素的深度），所以光栅化渲染天生具有半透明渲染的劣势。通过到相机的距离对图元进行排序可能有所帮助，但排序是计算密集型的，必须在每一帧完成，而且如果图元相互交错，就会出现无法修复的错误。 Depth peeling Depth peeling 的中文意思是深度剥离，本质也类似。先渲染最远的一层深度的像素，然后将它剥离掉，然后再 […]
由于光栅化渲染 API 只能保存一个像素的深度（通常为最近像素的深度），所以光栅化渲染天生具有半透明渲染的劣势。通过到相机的距离对图元进行排序可能有所帮助，但排序是计算密集型的，必须在每一帧完成，而且如果图元相互交错，就会出现无法修复的错误。 Depth peeling Depth peeling 的中文意思是深度剥离，本质也类似。先渲染最远的一层深度的像素，然后将它剥离掉，然后再 […]
前言 渲染管线是将三维场景转化为二维图像的函数，只需要给定三维对象、光源等等。三维物体的显示效果由材质属性、光源、纹理、采用的着色方程共同决定。 架构 渲染管线就像流水线一样，每一层级联，每个阶段完成特定的任务。每个管线任务是并行化运行的，而管线内部的阶段则是依赖于前一个阶段的输出。 首先，渲染管线可以粗略地分为四个主要的阶段——应用-几何处理-光栅化-像素处理。应用阶段通常由 C […]
在游戏中经常有需要用到多视口渲染的地方，比如级联阴影技术（CSM）、立方体贴图（Cube Map）、虚拟现实（VR）等等。 实质上，在 OpenGL4.1 之后，几何着色器（GS）已经开始支持 gl_ViewportIndex，也就具有了多视口渲染的能力。在进行多视口渲染时，GS 往往会成为性能瓶颈，因为所有的顶点数据都是通过 GS 分发到不同的视口中。所以 GPU 厂商都提供了一些语 […]
如果要平滑地显示一条直线，理论上需要无限大的分辨率。当前显示器的效果还远远没有达到匹配眼睛分辨率的效果。如果想要在网格屏幕上捕捉一条直线，在直线跨像素时，必然会产生一个极小的阶梯型效果。如果多个阶梯出现在同一个区域，眼睛马上就能发现错误。为了尽可能减少这种跳变的影响，出现了抗锯齿技术（anti-aliasing）。 当前已经开发出了多种抗锯齿技术。最 […]
在各种渲染引擎中使用浮点数几乎可以肯定一定会产生浮点数误差，而渲染引擎的大量计算量也不允许使用其他特别高精度的浮点数，因而需要一定程度的精度补偿。事实上，浮点数并不适合用于精确计算，而适合进行科学计算。 float：2^23 = 8388608，一共七位，这意味着最多能有7位有效数字，但绝对能保证的为6位，也即float的精度为6~7位有效数字； double […]
渲染时使用的数据结构往往是数组，因为它节约存储空间而且方便索引进行随机访问。但是在模型编辑软件如 Blender、MAYA 中就不能使用数组，取而代之的是类似于链表的数据结构。 为了方便修改，网格信息时一般不只存储顶点信息，往往还会保存连接信息（mesh connectivity）。 邻接三角形结构 这次要讨论的 […]
许多事情在生活中太难以评估，特别是当它涉及非常大的数字。例如，计算一个国家的成年人口的平均高度，将需要测量每个人的身高，身高值相加除以总人数。这明显是不可能的，这种任务需要很长的时间，非常难以求解。在这种情况下，可以做的是取一个样本的人口并计算其平均高度，以此来估算整个国家人口的平均高度。这是统计学中最简单的概念。 需要特别提醒的是，在这个例子中，随机选取的人的身高是随机数， […]
光线追踪（Ray tracing）是三维计算机图形学中的特殊渲染算法，跟踪从眼睛发出的光线而不是光源发出的光线，通过这样一项技术生成编排好的场景的数学模型显现出来。这样得到的结果类似于光线投射与扫描线渲染方法的结果，但是这种方法有更好的光学效果，例如对于反射与折射有更准确的模拟效果，并且效率非常高，所以当追求高质量的效果时经常使用这种方法。 光线追踪分为两种： […]
现实中人类的眼睛所能看到亮度比的范围是10^5左右。照相机和摄像机可以捕捉到HDR的影响，渲染过程中可以产生HDR的画面。这样问题就出现了，2^{16}或者更高数量级的亮度只能存在电脑里，而一般的显示器只能表示2^8个亮度数量级，用256个数字来模拟 所能表示的信息，这种模拟的方法就是HDR技术核心内容之一，学名叫Tone-Mapping（色调映 […]
光线追踪中使用的菲涅尔效应公式由平行项 r_{\parallel} 和垂直项 r_{\perp} 组成，而且针对绝缘体和导体的公式又不相同，计算非常复杂。用于实时渲染必须进行简化。 菲涅尔效应 实际上，菲涅尔效应描述了光线的角度和光线反射率的关系。如果视线和法线夹角越大，眼睛接收到的反射光线能量越大；反之，夹 […]