图形渲染管道详解：顶点着色、光栅化与像素着色

"这篇内容介绍了3D渲染的基本过程，包括顶点着色器、光栅化和像素着色器三个阶段。" 在3D图形渲染中，渲染管道是将3D模型转化为2D图像的关键步骤。以下是每个阶段的详细解释： 1. 顶点着色器(Vertex Shader) 顶点着色器主要负责处理模型的顶点信息，执行顶点变换，如世界坐标到视图坐标再到裁剪空间的转换。在这个例子中，作者打算采用Gouraud Shading（高氏着色）来实现顶点光照，这是一种基于顶点的颜色插值方法，相比flat shading（平坦着色）能提供更平滑的表面效果。作者提到，由于项目画质要求不高，没有使用tangent（切线）信息。对于投影操作，国际上通常采用1/w线性分布来处理Z坐标，但作者采用了不同的方法，直接存储viewspace z坐标并同除x、y。 2. 光栅化(Rasterization) 光栅化是将3D几何形状转化为2D像素的过程。在这个阶段，作者没有实施抗锯齿技术，而是通过截断取整来处理浮点数。对于线的绘制相对简单，而三角形的填充则需要扫描线算法。作者打算自上而下遍历每一行像素，通过计算直线与三角形的交点来进行填充。交点的计算借鉴了 NoiseUtSlicer 的方法，先根据y坐标分类讨论，再确定交点位置。在逐像素插值时，需要求解双线性插值系数s和t，这涉及到二维线性插值，对于顶点属性的深度校正插值，还需要考虑像素的深度值。 3. 像素着色器(Pixel Shader) 像素着色器在光栅化后的每个像素上运行，负责最终颜色的计算。在这个阶段，可以进行纹理采样、光照计算以及其他复杂的表面效果。然而，根据给出的内容，这部分还没有详细展开说明。 3D渲染管道涉及了从几何数据到最终像素颜色的复杂计算流程，包括顶点位置的变换、像素级别的光照计算以及颜色混合。这个过程是现代3D图形编程的核心，对于理解游戏和图形应用的性能优化至关重要。在实际开发中，每个阶段都可以进行优化以提升渲染效率和视觉效果。