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第一章

介绍

定义, 重要性, 原理, 现象/目标.
实时渲染是快速合成图片的计算机技术.
现在是计算机图形学中最热门的领域.
图片会根据用户的行为和反馈连续生成图片.
反馈和渲染的速度快到像连续的过程.

速率的单位, 具体帧数的感觉, 目标, 结果.
图片显示的速率是用每秒输出的帧数(Frame)或赫兹(Hz)决定.
1帧/秒会感觉严重卡顿, 6帧/秒会开始有一点动态的感觉.
视频游戏的目标是30,60,72或更高.
在这样的速率下使用者可以专注于操作和反应.

GPU的出现使得渲染不仅仅是要求快速和高质量, 还要学会利用GPU

第二章 渲染管线
一步步把场景的信息转换为我们可以看到的东西
第三章 图形处理单元
现代GPU使用一组固定的程序和可编程的单元来实现渲染管线
第四章 变换
变换是控制物体位置旋转缩放以及相机的基本工具
第五章 渲染基础
主题始于材质灯光的定义以及达到想要的效果的使用方法
其他相关主题是有关提升质量的,如抗锯齿,透贴,伽马矫正
第六章 贴图
实时渲染最有力的工具是贴图,有许多方法实现
第七章 阴影
阴影可以加深写实度
第八章 光线和颜色
我们开始PBR之前,我们先要理解如何量化光线和颜色.
第九章 PBR
物理现象,涉及不同的模型,最后谈到材质之间的混合
第十章 局部光照
详细叙述光源以及实际物体的发射的光
第十一章 全局光照
模拟光在场景中的多种互动方式.环境遮蔽等
第十二章 图像空间效果
显卡效率很高,讨论图片过滤以及重投射技巧
讨论了流行的后处理技巧:光晕,动态模糊,DOF
第十三章 不止多边形
其他还有根据图片,点云,体素,以及他们的优势
第十四章 体积和半透明渲染
重点是和光源的关系.从大尺度雾效到发丝的散射.
第十五章 风格化渲染
卡通渲染,水彩渲染.线和文字生成技巧.
第十六章 多边形技术
高面数物体和压缩技巧.
第十七章 曲线和曲面
速度,打包,平滑表面.
第十八章 管线优化
多线程
第十九章 加速算法
多种剔除和LOD渲染
第二十章 高效着色
第二十一章 VR和AR
第二十二章 交叉检测
第二十三章 图形硬件
第二十四章 未来
第二十五章 碰撞检测

标记法和定义

L:辐射率
E:辐照度
σ s 是散射系数
角度和标量是实数
向量和点是加粗小写,列向量格式.
为易读有时会书写为 (v x ,v y ,v z ) 而不是 (v x v y v z )

角度——- 小写希腊体
标量——- 小写意大利体
向量或点- 小写加粗
矩阵——- 大写加粗
平面——- π: 向量加一个标量
三角形—- △ 3个点
线段——- 两个点
几何实体- 大写意大利体

齐次点, 坐标表示为
向量表示为:
点表示为:

  • 有时我们只用三个值来表示向量和点,但是我们可以通过指定类型来尽量避免歧义.对于矩阵操作,把向量和点用相同助记很有帮助.
  • 在某些算法中, 用指数而不是x,y,z会更方便.
  • 所有这些规则对二维数组也都适用.
    m,j代表了j列的向量 mi,代表i行向量, 对于向量和点来说, 也可以用x,y,z,w来代表列向量.

平面的助记法是: π : n · x + d = 0
法线n描述了平面的方向, n · x + d 以 0 为界把空间分为了三个部分.

行列式det(a b c) |A|
常用平面 x= 0 y= 0 z= 0
standard basis 基准轴
orthonormal bases 正交轴
atan2(y,x) [0,2π]
arctan(x) (-π/2,π/2)
log(n) = loge(n)
右手坐标系
颜色是由三维向量确定(red,green,blue) 范围[0,1]

模型定义(Geometrical Definitions)

基础渲染单位是点,线,三角面 drawing primitives
model object
scene 场景可能包含了材质,描述,灯光和观察方式
一个模型可能有更抽象的表示,例如Bezier曲线,曲面,以及细分曲面
object 物体可能会由其他物体组成

着色(Shading)

计算机生成的视觉效果, 或者渲染系统中编程的基础单位.

文档更新时间: 2018-08-05 17:14   作者:刘电