Games101 阶段性总结①

一、GPU的渲染流水线

首先有三个阶段：

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1. 分别为应用阶段（Application Stage）
2. 几何阶段（Geometry Stage）
3. 光栅化阶段（Rasterization）

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应用阶段：CPU将顶点数据等从RAM加载进显存中，调用Draw Call分派顺序。
几何阶段：进行MVP矩阵变换，在裁剪不在屏幕空间中的信息，然后投影。（顶点着色器）
光栅化阶段：根据顶点画出三角形面片，且对像素进行采样、插值，渲染片元等操作。（片元着色器）
最后就能得到我们的图像了

二、MVP变换矩阵

因为我们无法对应用阶段进行操作，但是为了图像能够准确显示在我们的屏幕上，那么我们首先就要对模型以及摄像机进行Model、View变换。
根据相对运动，我们想让摄像机摆放到原点位置，其实就是对顶点经过模型变换后，在变换一次视图变换。
最后根据投影方式，选择正交矩阵或者投影矩阵。

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Model变换（SRT）
将顶点等属性变换到世界空间，而组成的的复合矩阵


（关于旋转变换，自己的理解以及推导）
将上面矩阵进行复合，相当于Unity中的Transform视口

三、Projection 投影变换

正交投影：将要转换那块视图，变换、映射到[-1，1]的二次方中

透视投影：按闫老师的话解释，就是在四棱锥的最远处的矩形进行压缩，同时保持中心还是原来的中心，z不变，压缩到近平面的矩形那样。

点击查看投影矩阵代码

Eigen::Matrix4f Ptransform1;
    Ptransform1 << n, 0.0, 0.0, 0.0,
        0.0, n, 0.0, 0.0,
        0.0, 0.0, n + f, -n * f,
        0.0, 0.0, 1.0, 0.0;


    Eigen::Matrix4f Ptransform2;
    Ptransform2 << 1.0, 0.0, 0.0, -((b + r) / 2),
        0.0, 1.0, 0.0, -((a + t) / 2),
        0.0, 0.0, 1.0, -((n + f) / 2),
        0.0, 0.0, 0.0, 1.0;


    Eigen::Matrix4f Ptransform3;
    Ptransform3 << 2.0 / (r - b), 0.0, 0.0, 0.0,
        0.0, 2.0 / (t - a), 0.0, 0.0,
        0.0, 0.0, 2.0 / (n - f), 0.0,
        0.0, 0.0, 0.0, 1.0;

    Eigen::Matrix4f o = Ptransform3 * Ptransform2;
    projection = o * Ptransform1;

四、一些关于点于向量的表示
规定点：

规定向量：

有幸看到闫令琪老师的图形学课程，对我提升非常大，也是对迷迷糊糊啃完《Unity Shader 入门精要》的系统性的帮助，在此写下学习笔记，希望各路人士的锐评