深度缓存、着色和图形管线

在最终的结果图上，是可以看到每个物体的远近程度，和他们自己的颜色。在这里使用两个数组来存储每个像素的颜色和深度值

根据像素的深度值来进行覆盖，从而表现出最终的结果：

 

 

着色：光线打到不同的材质上有着不同的结果，(Blinn-Phong Reflectance Model)

 

在考虑着色时忽略阴影：

 

 

先考虑漫反射：漫反射是一束光线打到某个点后，会向周围均匀反射

 

 

漫反射时，物体表面所接受到的能量受光线与物体表面法线的夹角有关

 

 

 

物体表面所接受的到能量与光源的距离有关：

 

 

 漫反射的计算表达式：图中max(0, n · l)表示当光线从物体下面入射时为0，即光线与物体表面法线的夹角大于90度。

 

 

kd表示漫反射系数：kd越大会越亮，反之则越暗。

 

 

 

高光：当光线打到某个比较光滑物体的表面时，在反射方向极小的附近时是镜面反射

 

 

 

用半程向量h=v+l，与物体表面法向量是否足够接近来表示v是否与R足够接近

 

 

 

其中p越大说明只要离法向量n有一点远就会急剧变化

 

 

 

ks与p的变化对比图

 

 

 

环境光是常数，不论从什么方向入射和出射

 

 

 

最后的结果是环境光加漫反射再加高光

 

 

 

着色频率：在一个平面上着色，在顶点着色，在像素上着色

 

 

 

平面着色：获取平面的法向量，然后着色

 

 

顶点着色：在一个三角形内，获取三角形三个顶点的法向量，三角形内通过插值的方法平滑过度着色

 

 

 

像素着色：通过三角形三个顶点的法向量，来进行插值，得到三角形内部对应的每个像素的法向量，来进行着色。

 

 

 

在考虑着色时，要根据模型的面数来实际考虑，当模型面数足够多的时候，用平面着色，很少的时候用像素着色。

 

 

实时渲染管线：从一个场景到最后的一张图的过程。

先是对顶点的处理，即经过MVP变换和视口变换，把三维的点呈现到二维的屏幕像素上，然后进行光栅化，即对像素采样，哪些像素在三角形内，

计算深度值。然后进行像素的着色，最后呈现到屏幕上。