1、交换链和页面翻转

为了避免在动画中出现闪烁，最好的做法是在一个离屏（off-screen）纹理中执行所有的动画帧绘制工作，这个离屏纹理称为后台缓冲区（back buffer）。当我们在后台缓冲区中完成给定帧的绘制工作后，便可以将后台缓冲区作为一个完整的帧显示在屏幕上；使用这种方法，用户不会察觉到帧的绘制过程，只会看到完整的帧。从理论上讲，将一帧显示到屏幕上所消耗的时间小于屏幕的垂直刷新时间。硬件会自动维护两个内置的纹理缓冲区来实现这一功能，这两个缓冲区分别称为前台缓冲区（front buffer）和后台缓冲区。前台缓冲区存储了当前显示在屏幕上的图像数据，而动画的下一帧会在后台缓冲区中执行绘制。当后台缓冲区的绘图工作完成之后，前后两个缓冲区的作用会发生翻转：后台缓冲区会变为前台缓冲区，而前台缓冲区会变为后台缓冲区，为下一帧的绘制工作提前做准备。我们将前后缓冲区功能互换的行为称做呈现（presenting）。提交是一个运行速度很快的操作，因为它只是将前台缓冲区的指针和后台缓冲区的指针做了一个简单的交换。
我们首先渲染缓冲区B，它是当前的后台缓冲区。一旦帧渲染完成，前后缓冲区的指针会相互交换，缓冲区B会变为前台缓冲区，而缓冲区A会变为新的后台缓冲区。之后，我们将在缓冲区A中进行下一帧的渲染。一旦帧渲染完成，前后缓冲区的指针会再次进行交换，缓冲区A会变为前台缓冲区，而缓冲区B会再次变为后台缓冲区。

深度缓冲区

深度缓冲区（depth buffer）是一个不包含图像数据的纹理对象。在一定程度上，深度信息可以被认为是一种特殊的像素。常见的深度值范围在0.0到1.0之间，其中0.0表示离观察者最近的物体，1.0表示离观察者最远的物体。深度缓冲区中的每个元素与后台缓冲区中的每个像素一一对应（即，后台缓冲区的第ij个元素对应于深度缓冲区的第ij个元素）。所以，当后台缓冲区的分辨率为1280×1024时，在深度缓冲区中有1280×1024个深度元素。
上图是一个简单的场景，其中一些物体挡住了它后面的一些物体的一部分区域。为了判定物体的哪些像素位于其他物体之前，Direct3D使用了一种称为深度缓存（depth
buffering）或z缓存（z-buffering）的技术。我们所要强调的是在使用深度缓存时，我们不必关心所绘物体的先后顺序。
深度缓冲区用于为每个像素计算深度值和实现深度测试。深度测试通过比较像素深度来决定是否将该像素写入后台缓冲区的特定像素位置。只有离观察者最近的像素才会胜出，成为写入后台缓冲区的最终像素。这很容易理解，因为离观察者最近的像素会遮挡它后面的其他像素。

多重采样

因为计算机显示器上的像素分辨率有限，所以当我们绘制一条任意直线时，该直线很难精确地显示在屏幕上。图4.4中的第一条直线说明了“阶梯”（aliasing，锯齿）效应，当使用像素矩阵近似地表示一条直线时就会出现这种现象，类似的锯齿也会发生在三角形的边缘上。
我们可以看到，第一条直线带有明显的锯齿（当使用像素矩阵近似地表示一条直线时就会出现阶梯效应）。而第二条直线使用了抗锯齿技术，通过对一个像素周围的邻接像素进行采样得到该像素的最终颜色；这样可以形成一条较为平滑的直线，使阶梯效果得到缓解。
当无法提高显示器分辨率或分辨率不够高时，我们可以使用抗锯齿（antialiasing）技术。其中的一种技术叫做超级采样（supersampling），它把后台缓冲和深度缓冲的大小提高到屏幕分辨率的4倍。3D场景会以这个更大的分辨率渲染到后台缓存中，当在屏幕上呈现后台缓冲时，后台缓冲会将4个像素的颜色取平均值后得到一个像素的最终颜色。从效果上来说，超级采样的工作原理就是以软件的方式提升分辨率。
超级采样代价昂贵，因为它处理的像素数量和所需的内存数量增加为原来的4倍。Direct3D支持另一种称为多重采样（multisampling）的抗锯齿技术，它通过对一个像素的子像素进行采样计算出该像素的最终颜色，比超级采样节省资源。假如我们使用的是4X多重采样（每个像素采样4个邻接像素），多重采样仍然会使用屏幕分辨率4倍大小的后台缓冲和深度缓冲，但是，不像超级采样那样计算每个子像素的颜色，而是只计算像素中心颜色一次，然后基于子像素的可见性（基于子像素的深度/模板测试）和范围（子像素中心在多边形之外还是之内）共享颜色信息。下图展示了这样的一个例子。
如图（a）所示，一个像素与多边形的边缘相交，像素中心的绿颜色存储在可见的三个子像素中，而第4个子像素没有被多边形覆盖，因此不会被更新为绿色，它仍保持为原来绘制的几何体颜色或Clear操作后的颜色。如图（b）所示，要获得最后的像素颜色，我们需要对4个子像素（3个绿色和一个白色）取平均值，获得淡绿色，通过这个操作，可以减弱多边形边缘的阶梯效果，实现更平滑的图像。

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