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RayTracing – How Does It Work?

https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/introduction-to-ray-tracing/how-does-it-work     To begin this lesson, we will explain how a three-dimensional scene is made into a viewable two-dimensional image. Once …

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Anti-aliasing

抗锯齿(英语:anti-aliasing,简称AA),也译为抗锯齿或边缘柔化、消除混叠、抗图像折叠有损等。它是一种消除显示器输出的画面中图物边缘出现凹凸锯齿的技术,那些凹凸的锯齿通常因为高分辨率的信号以低分辨率表示或无法准确运算出3D图形坐标定位时所导致的图形混叠(aliasing)而产生的,反锯齿技术能有效地解决这些问题。它通常被用在在数字信号处理、数字摄影、电脑绘图与数码音效及电子游戏等方面,柔化被混叠的数字信号。 超级采样抗锯齿(SSAA) 超级采样抗锯齿(Super-Sampling Anti-aliasing,简称SSAA)此是早期抗锯齿方法,比较消耗资源,但简单直接,先把图像映射到缓存并把它放大,再用超级采样把放大后的图像像素进行采样,一般选取2个或4个邻近像素,把这些采样混合起来后,生成的最终像素,令每个像素拥有邻近像素的特征,像素与像素之间的过渡色彩,就变得近似,令图形的边缘色彩过渡趋于平滑。再把最终像素还原回原来大小的图像,并保存到帧缓存也就是显存中,替代原图像存储起来,最后输出到显示器,显示出一帧画面。这样就等于把一幅模糊的大图,通过细腻化后再缩小成清晰的小图。如果每帧都进行抗锯齿处理,游戏或视频中的所有画面都带有抗锯齿效果。而将图像映射到缓存并把它放大时,放大的倍数被用于分别抗锯齿的效果,如:图1,AA后面的x2、x4、x8就是原图放大的倍数。 超级采样抗锯齿中使用的采样法一般有两种: 1.顺序栅格超级采样(Ordered Grid Super-Sampling,简称OGSS),采样时选取2个邻近像素。 2.旋转栅格超级采样(Rotated Grid Super-Sampling,简称RGSS),采样时选取4个邻近像素。 多重采样抗锯齿(MSAA) 多重采样抗锯齿(MultiSampling Anti-Aliasing,简称MSAA)是一种特殊的超级采样抗锯齿(SSAA)。MSAA首先来自于OpenGL。具体是MSAA只对Z缓存(Z-Buffer)和模板缓存(Stencil Buffer)中的数据进行超级采样抗锯齿的处理。可以简单理解为只对多边形的边缘进行抗锯齿处理。这样的话,相比SSAA对画面中所有数据进行处理,MSAA对资源的消耗需求大大减弱,不过在画质上可能稍有不如SSAA。 覆盖采样抗锯齿(CSAA) 覆盖采样抗锯齿(CoverageSampling Anti-Aliasing,简称CSAA)是nVidia在G80及其衍生产品首次推向实用化的AA技术,也是目前nVidia GeForce 8/9/G200系列独享的AA技术。CSAA就是在MSAA基础上更进一步的节省显存使用量及带宽,简单说CSAA就是将边缘多边形里需要取样的子像素坐标覆盖掉,把原像素坐标强制安置在硬件和驱动程序预先算好的坐标中。这就好比取样标准统一的MSAA,能够最高效率的执行边缘取样,效能提升非常的显著。比方说16xCSAA取样性能下降幅度仅比4xMSAA略高一点,处理效果却几乎和8xMSAA一样。8xCSAA有着4xMSAA的处理效果,性能消耗却和2xMSAA相同。[1] NVIDIA已经移除了CSAA,可能这种抗锯齿技术有点落伍了吧,论画质不如TXAA,论性能不如FXAA,而且只有NVIDIA支持,兼容性也是个问题。 可编程过滤抗锯齿(CFAA) …

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Defered/Forward Rendering

http://www.cnblogs.com/polobymulberry/p/5126892.html 1. rendering path的技术基础 在介绍各种光照渲染方式之前,首先必须介绍一下现代的图形渲染管线。这是下面提到的几种Rendering Path的技术基础。 目前主流的游戏和图形渲染引擎,包括底层的API(如DirectX和OpenGL)都开始支持现代的图形渲染管线。现代的渲染管线也称为可编程管线(Programmable Pipeline),简单点说就是将以前固定管线写死的部分(比如顶点的处理,像素颜色的处理等等)变成在GPU上可以进行用户自定义编程的部分,好处就是用户可以自由发挥的空间增大,缺点就是必须用户自己实现很多功能。 下面简单介绍下可编程管线的流程。以OpenGL绘制一个三角形举例。首先用户指定三个顶点传给Vertex Shader。然后用户可以选择是否进行Tessellation Shader(曲面细分可能会用到)和Geometry Shader(可以在GPU上增删几何信息)。紧接着进行光栅化,再将光栅化后的结果传给Fragment Shader进行pixel级别的处理。最后将处理的像素传给FrameBuffer并显示到屏幕上。 2. 几种常用的Rendering Path Rendering Path其实指的就是渲染场景中光照的方式。由于场景中的光源可能很多,甚至是动态的光源。所以怎么在速度和效果上达到一个最好的结果确实很困难。以当今的显卡发展为契机,人们才衍生出了这么多的Rendering Path来处理各种光照。 2.1 Forward Rendering …