Real-Time Rendering Chapter 1~6 读书笔记

第一章：Introduction

概述
书中符号的用法

第二章：The Graphics Rendering Pipeline

渲染管线：Application->Geometry->Rasterizer
帧率的概念
Application Stage：生成rendering primitives、碰撞检测、处理输入、处理动画等
Geometry Stage：
- Model and View Transform：从model coordinate到world space，再到eye space
- Vertex Shading：计算每个顶点的位置、法向量、颜色、纹理坐标等
- Projection：变换到canonical view volume
- Clipping：把view volume之外的东西裁剪掉
- Screen Mapping：将坐标转换为screen coordinate
Rasterizer Stage：
- Triangle Setup & Traversal：计算三角形覆盖的像素点和插值顶点数据
- Pixel Shading：处理primitive中每个像素的着色、贴图
- Merging：处理三角形的相互遮挡（Z-buffer）、程序指定的遮挡（Stencil buffer）等
- 双缓冲（double buffering）：避免闪烁

第三章：The Graphics Processing Unit

GPU管线概述
可编程着色器（dynamic flow control 如果有的走了if分支、有的走了else分支，那么两个分支都会被执行一遍）
可编程着色的演变
Vertex Shader：计算顶点数据、创建primitive
Geometry Shader：输入primitive进行处理输出0个或多个primitive、保证输入输出的对应顺序
Pixel Shader
Merging
Effect：举了个shader例子

第四章：Transforms

平移、旋转、缩放、剪切
变换的组合：顺序相关
刚体（Rigid-Body）变换：平移、旋转
法向量变换：不能直接用原变换矩阵
矩阵求逆
欧拉角：可从变换矩阵中提取、可用于限制选择的方向
矩阵分解：从变换矩阵中提取
以任意轴旋转
四元数（和矩阵的转换、球面线性插值）
Vertex Blending（处理手臂的变化）
Morphing（可用于存储表情differnce vector）
投影

第五章：Visual Appearance

光线、光源
材质：specular term和diffuse term的产生原理
图像传感器的工作原理
Shading Equation
锯齿：产生原理、采样定理、FSAA、MSAA
ClearType：人眼对形状比对颜色敏感，所以利用液晶屏每个像素点的红绿蓝来达到提升文字分辨率的效果（垂直分辨率加倍）
透明物体和alpha值：使用multiple passes、over操作、additive blending、premultiplied和unmultiplied、chroma-keying（电影绿幕、使用RGB中的一个作为透明色）
Gamma矫正：CRT显示器产生的历史遗留问题、输入先矫正、输出最后矫正

第六章：Texturing

纹理管线
- Projector Function：获得某点在parameter space的坐标、mesh parameterization是个当前研究的热点
- Corresponder Function：获得在纹理中的位置
- Texture Values：获得实际的颜色
Image Texturing：当一个像素点（pixel）无法和纹理点（texel）一一对应时的处理
- Magnification（一个texel对应多个pixel，相当于把纹理放大）：双线性插值、向量纹理、distance field
- Minification（多个texel对应一个pixel，相当于把纹理缩小。如果每求一个pixel都要访问很多texel的话就很慢，所以需要特殊数据结构）：Mipmap（当长宽缩放比例不一时效果差）、ripmap（占用三倍原图空间）、Summed-Area Table（区域越大存Sum需要的空间越大）、Unconstrained Anisotropic Filtering（可取任意四边形）
- Volume Textures：需要巨大空间
- Cube Maps：接缝效果不好
- 纹理缓存、压缩
Procedural Texturing：把纹理算出来、常用于离线渲染
Texture Animation：通过纹理坐标变化实现动画
Material Mapping：specular和diffuse系数
Alpha Mapping：部分透明、两个90度的多边形实现树木效果
Bump Mapping
- Normal Mapping：临时改变法向量实现光照变化、但是没有遮挡效果
- Parallax Mapping：可以产生遮挡效果

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