软件光栅器实现（一、管线概述）
一个半月的时间实现了一个软件光栅器，这个是导入茶壶obj文件后的效果，主要难点在于：
1、Cohen-SutherLand CVV裁剪（两周工作量）
2、法线贴图（一周工作量）
3、OBJ，MTL文件解析和加载（三天工作量）
该系列博文主要介绍软光栅的实现思路，设计到的诸如裁剪、切空间计算和光照模型等公示不是本文重点，此类信息可以查阅相关文献。本节先对软件光栅器定义进行介绍，并介绍光栅器的实现过程，这对程序的实现是算是一个宏观的概括和总结。转载请注明出处。
什么是软件光栅器？它和硬件光栅器有何区别？
在计算机上实现一个光栅器，无论如何也绕不开硬件，所有软件都是在硬件上跑的，但是我们所说的软件光栅器，一般是指运行在CPU上的光栅器程序。而硬件光栅器专指依赖于GPU的光栅器，例如OpenGL、Vulkan之类的图形库大都是依赖于显卡。但是软件光栅器可以根据用户需要，基于复杂的渲染公式，跑出更加复杂的渲染效果。软件光栅器由于不借助任何图形库和显卡硬件，仅调用了Windows底层的显示缓存句柄。通过PS（像素着色器）算出的颜色值存到一个数组，并由通过CreateDIBSection方法传给该句柄，实现颜色缓冲区的写入，从而实现渲染，故不需要配置各种VisualStudio的属性表。
一、软件光栅器管线概览
光栅器的管线就是把一堆表示模型的数据通过各种转化，最终写入到显示缓冲区中并在屏幕上渲染出来的过程。
模型的数据可以由用户自己定义，比如要渲染一个立方体，用户可以用数组设定好立方体8个点的模型空间坐标，进一步地，还可以设置每个点的颜色值、法线坐标和纹理坐标。如果用法线贴图，还需要准备与纹理贴图对应的法线贴图。当然，复杂的模型，比如游戏里的各种怪物、载具和武器，这些一般都是由美工从3Dsmax里制作的，如obj或者max格式的模型，这些格式数据以一定规律和索引包含有顶点、纹理、法线、颜色、材质等信息，不用用户自己手动一个一个点或者一个一个面定义了。
在设置好模型的顶点信息后，需要进行一系列坐标变换，最终变换到用户屏幕的坐标系上。最初的顶点坐标视模型空间下的坐标，以立方体来讲，这些点的坐标的相对位置都是类似的，比如一个1x1x1的立方体，各个点的模型空间坐标就是(0.5f,0.5f,0.5f)、(0.5f,0.5f,-0.5f)等，分别表示立方体前方右上角和后方右上角两个顶点（右手坐标系，大拇指x轴，食指y轴，中指z轴）。
模型空间坐标下一步需要转换到世界空间中，因为一个场景肯定不止一个模型，所以需要有一个世界空间坐标来统一地管理场景中所有的模型，所以每个模型的顶点都还要转换到世界空间中，其实就相当于给每个顶点多添加了一个新的身份，一个在世界环境下被承认、被认可的身份。
把所有顶点转换到世界中后，就需要摆上相机或者摄像机给模型们拍照了，所以在将相机摆到一个特定位置后（可能会实时变化），就需要把顶点们的世界坐标转成相机坐标，这相当于给每个顶点又添加一个在相机中被承认的身份证明。
在用相机给顶点们拍照时，肯定会出现一种情况：就是模型的部分或者全部顶点在相机的视口之外，而把这些相机视野之外的顶点也囊括进后续程序进行计算的话，很可能会加重计算机运行的负担，所以此时需要进行一个裁剪的步骤，将相机照不到的点儿滤掉，这个过程一般是在一个立方体的裁剪空间中进行。
在裁剪时，先进行透视除法，这样可以方便裁剪算法编码和求交时的计算（以后详细介绍）。裁剪后，就可以将顶点儿们转换到屏幕坐标了，屏幕坐标点都是相对于用户屏幕的像素分辨率对应起来的，你屏幕越大，屏幕空间的坐标点值一般也就越大。
上述坐标变换过程就是常说的几何阶段，这个过程一般放在顶点着色器（VS）中实现。如果考虑使用法线映射时，几何阶段一般就不是按上面所说的过程来了，包括模型、光线、视线等坐标信息都会转换到一个叫顶点空间的坐标系（或者叫切空间，一个比模型空间更小的空间，它以每个顶点为原点，有多少个顶点，就有多少个切空间）下进行计算，这个以后详细介绍。
但现在顶点还是顶点，我们还需要将点儿们变成面。我们需要根据一些三角形索引，将点连成线，再连成三角形。三角形又分为平顶三角形和平底三角形（底边是与屏幕水平线平行的三角形），以及一般三角形（可以切割成一个平顶三角形和一个平底三角形）。得到平x三角形后，就可以一行一行地扫描三角形的每一条与底边平行的线，扫面就是一个画线的过程，它将一个平行线左右两个点的信息进行插值，最终把每个三角形内点的坐标、纹理、颜色和法线等信息插值得到。得到这些信息后，就可以进入到像素着色器（PS）中进行对每一个点的绘制了。
PS会根据光照等信息计算出每个顶点的最终颜色（以后详细介绍），最终传到一个Windows维护的显示缓冲数组中，由Windows的图形渲染底层方法渲染到屏幕中，由此完成从模型顶点到屏幕渲染的过程。
下一节（二、VS和PS的输入、输出和运作，切空间的计算）：
