Vulkan图形引擎实验项目：C++实现计算机图形学

资源摘要信息: "vulkan-engine:学习计算机图形学的实验项目[VULKAN] [SDL] [HLSL]" 知识点概述： 本项目是一个利用Vulkan、SDL和HLSL技术开发的学习实验项目，旨在帮助学习者深入理解计算机图形学中的现代图形API和着色器编程。项目将提供对.obj和.gltf文件格式的解析支持，展示基于物理的渲染（PBR）技术在简单几何体和GLTF模型上的应用。 1. Vulkan API基础 Vulkan是一个跨平台的2D和3D图形API，它为开发者提供了底层硬件的控制能力，从而在性能与资源控制方面提供了更大的灵活性。Vulkan被设计用于现代GPU架构，支持多线程渲染，减少CPU负载，并具有更高效的多核心处理能力。Vulkan还支持多平台，包括Windows、Linux和部分移动操作系统。 2. SDL库 SDL（Simple DirectMedia Layer）是一个跨平台的开发库，主要用于提供对音频、键盘、鼠标、游戏控制器和图形硬件的访问。SDL适用于多种操作系统，能够简化多媒体和游戏开发流程。在本项目中，SDL将被用来处理窗口创建、事件处理和渲染循环等任务。 3. HLSL着色器语言 HLSL（High-Level Shading Language）是微软开发的一种高级着色器语言，广泛用于DirectX图形编程中。尽管Vulkan推荐使用GLSL（OpenGL着色器语言），但一些开发者可能会选择使用HLSL，因为他们在DirectX项目中已经对其有所了解。HLSL的语法和结构与GLSL相似，但为了在Vulkan中使用HLSL，通常需要一个转换过程或者通过SPIR-V中间语言进行兼容。 4. .obj和.gltf文件格式解析 .obj文件格式是一种简单的3D模型格式，常用于交换几何数据，如顶点、法线、纹理坐标和多边形面等。在计算机图形学中，.obj文件易于解析，但缺乏场景图、材质和动画等高级特性。 .gltf（GL Transmission Format）文件格式是一个开放标准的3D传输格式，设计用于有效描述3D场景和模型，包含场景图、相机、材质、动画和皮肤等。.gltf格式的目标是成为3D行业的JPEG，被广泛应用于Web和移动平台。 5. 基于物理的渲染（PBR） PBR是一种渲染技术，致力于提供更加真实和一致的材料表现。它依据物理规律来模拟光与材料的相互作用，确保不同的材料和光照环境在渲染时能以更真实的方式表现。PBR技术在游戏开发和视觉效果领域内得到了广泛的应用，它包含多种技术，例如基于微面理论的BRDF模型，以及环境遮蔽和金属/粗糙度工作流等。 项目功能预览： 本项目将逐步提供文档，介绍如何使用Vulkan引擎进行3D图形渲染，并且演示基本的渲染循环和渲染管线设置。开发者可以了解到如何通过Vulkan API加载和渲染.obj和.gltf格式的模型，并利用PBR技术提升渲染效果。此外，开发者将学习如何在Vulkan中实现简单的质感球体渲染，以及如何将PBR技术应用于GLTF模型，从而加深对现代图形渲染技术的理解和掌握。 通过本项目的学习，计算机图形学爱好者和游戏开发者能够获得宝贵的经验，为未来更复杂的图形项目打下坚实的基础。