分享和整理一些覺得不錯的教程和理解
在此感謝各位老師！
教程：
線性代數(shù)基礎：https://www.bilibili.com/video/BV1ib411t7YR?p=1
GAMES101-現(xiàn)代計算機圖形學入門-閆令琪：https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744
GAMES202-高質量實時渲染-閆令琪：https://www.bilibili.com/video/BV1YK4y1T7yY
華中科技大學-計算機圖形學-萬琳：https://www.bilibili.com/video/BV1Zj411f7S3?p=13&spm_id_from=pageDriver
論壇：
計算機圖形學與混合現(xiàn)實研討會
博客：
馮樂樂（Shader入門精要）http://candycat1992.github.io/
GPU渲染管線的工作過程
幾何階段
空間變換：模型空間（左手）→世界空間（左手）→觀察空間（右手）
投影準備：觀察空間→觀察空間（投影變換）→觀察空間（裁剪空間）
經過以上變換，此時物體處在裁剪空間，
★下圖需要注意，每個教材的解釋略有不同，下圖直接就齊次除法變成規(guī)范化的了
實際上這里只是為真正是投影（齊次除法）做準備，此時裁剪面依然是梯形四棱錐形態(tài)
目的：
1.為后面真正投影做準備，賦予W特殊意義。
2.對X，Y，Z縮放，W作為范圍值，便于裁剪。
裁剪空間之前，W=0表示矢量方向，W=1表示點，投影變換之后，W的意義改變了，如下
投影變換對X,Y,Z分量進行縮放，W分量變成-z，如X,Y,Z在W范圍內[-w，w]，說明該頂點在裁剪空間內
Unity下，觀察空間為右手坐標系，列矩陣右乘，投影變換后Z分量范圍為[-w,w]
DirectX,投影變換后Z為[0,w]
進入裁剪空間后，右手坐標系，轉為左手坐標系，離攝像機越遠Z值越大
屏幕映射：規(guī)范化的觀察空間（裁剪）→屏幕空間（真正的投影）
齊次除法=透視除法=歸一化的設備坐標NDC（OpenGL）=W分量除以X,Y,Z分量
裁剪空間→NDC（經過齊次除法后，變換到一個立方體內）
立方體X,Y,Z分量的范圍是[1，-1]（OpenGL）
DirectX中Z分量是[0,1]
Unity=OpenGL
Unity中屏幕空間左下角是[0,0]，右上角是[pixelWidth，pixelHeight]
由于當前的X,Y都是[1，-1]，所以屏幕映射就是一個縮放的過程
此時Z分量經過齊次除法，也就是除W，得到的數(shù)值直接存進了深度緩沖區(qū)，這步是自動的，當然也可手動
W分量的意義主要是充當分母來得到NDC
以上就是從模型空間變換到屏幕坐標的過程
光柵化階段
下面說下關于屏幕坐標的問題
視口空間坐標公式如下
上面公式的思想就是，首先對裁剪空間下的坐標進行齊次除法，得到范圍在[ ? 1, 1] 的 NDC，然后再將其映射到范圍在[ 0, 1] 的視口空間下的坐標。
ComputScreenPos 用法
Unity中先在頂點著色器里將其映射到范圍[ 0, W] ，然后再片段著色器中自己手動齊次除法變?yōu)閇 0, 1] 。
z和w值就是裁剪空間下的值。
詳情請看ComputScreenPos ，其定義位于UnityCG.cginc中
更新：2022/8/8
CPU部分：
Unity內置管線 Build-in
調用Render()→
剔除：視錐剔除、遮擋剔除、層級剔除→
渲染順序：按距離、渲染隊列→
打包數(shù)據(jù)、參數(shù)，調用Shader：SetPassCall（渲染狀態(tài)，剔除，混合模式等），DrawCall（模型數(shù)據(jù)）→
（頂點坐標，法線，UV，切線，頂點色，索引列表）
（世界變換矩陣，視角VP矩陣，fov）
（shader，材質參數(shù)，燈光信息）
GPU部分：（頂點處理→圖元裝配及光柵化→片元處理→輸出合并→Framebuffer）
Shader處理（GPU渲染管線）→
幀緩沖區(qū)→
后處理→
再次Shader處理（GPU渲染管線）→
最終結果顯示到屏幕
頂點Shader：（MVP）
模型空間→（Model Matrix）→世界空間→（View Space）→相機空間→（Projection Matrix）→裁剪空間
經過投影矩陣變換（將三維物體投影到2D平面上）
硬件操作階段（圖元裝配及光柵化階段）：
裁剪空間→（裁剪操作）→
（透視除法）→NDC標準化設備坐標（Z值保留，就是光柵化后片元 深度值）→背面剔除
（視口轉換，將-1，1轉換到比如1920*1080的屏幕區(qū)間）→屏幕坐標→
圖元裝配（將點連線成面）→光柵化（填充顏色像素）→片元
片元數(shù)據(jù)（color，depth）→Alpha測試→模板測試StencilTest→深度測試DepthTest→混合Blending→幀緩沖區(qū)（colorbuffer，depthbuffer，stencilbuffer）
什么視Early-Z？
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版權聲明：本文為CSDN博主「白筱風」的原創(chuàng)文章，遵循CC 4.0 BY-SA版權協(xié)議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/whitebreeze/article/details/118688150
在以下幾種情況中，Ealry-Z會不生效
開啟Alpha Test 或 clip/discard 等手動丟棄片元操作
手動修改GPU插值得到的深度
開啟Alpha Blend
關閉深度測試Depth Test
注：前兩點情況原理類似，由于手動進行了片元的丟棄，會導致深度測試篩選出的片元也可能會被舍棄；第三點是由于開啟了Alpha Blend一般會關閉深度寫入，所以也不會生效；第四點關閉深度測試自然不會生效
有大量OverDraw的場景中使用Z-prepass可以很好的減小消耗
如渲染頭發(fā)：
第一個pass用于生成Z Buffer:開啟透明度測試僅通過不透明的測試，并關閉背面剔除，開啟深度寫入，關閉顏色緩沖區(qū)寫入，只返回透明度值
之后的3個PASS與之前類似：第一個是渲染不透明物體，并剔除背面，設置深度測試為等于，關閉深度寫入
第二個渲染背面，剔除正面，并關閉深度寫入，深度測試為小于
第三個渲染正面，剔除背面，并開啟深度寫入，深度測試同上
DepthPrePass示范：
Pass {
Tags{"LightMode"="DepthPrePass"}
ZWrite On
ColorMask 0
Cull Off
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"
struct Attributes
{
float4 vertex : POSITION;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
float4 color : COLOR;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
struct Varyings
{
float4 pos : SV_POSITION;
float2 uv:TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
};
Varyings vert (Attributes input)
{
Varyings output = (Varyings)0;
float3 worldPos = WaveVertex(input.vertex, input.texcoord.xy, input.color, _WaveSpeed, _GrassWaveIntensity);
output.pos = TransformWorldToHClip(worldPos);
output.uv = TRANSFORM_TEX(input.texcoord.xy, _MainTex);
return output;
}
float4 frag (Varyings input) : SV_Target
{
float4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv)*_Color;
float4 col = albedo * _Color;
clip(col.a - _Cutoff);
return 0;
}
ENDHLSL
}
常用數(shù)學知識
Sin：對邊比斜邊
Cos：鄰邊比斜邊
Tan：對邊比臨邊。
