Unity Shader学习1——初识计算机图形学

Bertha 。 2023-07-14 05:55 2阅读 0赞

> **文章为学习《Unity Shader入门精要》冯乐乐著时做的笔记**

## 一. 初识计算机图形学 ##

### 图形与图形 ###

*  图像纯指计算机内以位图（Bitmap)形式存在的灰度信息
 *  图形含有几何属性，更强调场景的几何表示，是场景几何模型和景物的物理属性共同组成的
 *  图形主要分成两类：
    
     *  基于线条信息表示
     *  明暗图（Shading）

### GPU 流水线 ###

#### 1. 渲染管线 ####

顶点着色器 --> 光栅化 --> 片段着色器 --> alpha测试 --> 模板测试 --> 深度测试 --> Blend --> Gbuffer --> frontBuffer --> frame buffer -->显示器

##### 1.1 顶点着色器 #####

*  流水线的第一个阶段，输入来自CPU
 *  处理单位为顶点，即输入的每个顶点都会调用一次顶点着色器
 *  顶点着色器本身无法创建或者销毁任何顶点，也无法得到顶点之间的关系，例如无法知道两个顶点是否属于同一个三角网格
 *  所以GPU可以并行处理每一个顶点，故此阶段处理速度很快

主要工作：坐标转换和逐顶点光照

##### 1.2 光栅化 #####

将顶点转成像素

##### 1.3 片段着色器 #####

*  纹理采样，从纹理像素 赋给顶点生成的像素
 *  像素跟灯光计算

##### 1.4 Alpha 测试 #####

挑选合格的alpha 像素显示

##### 1.5 模板测试 #####

像素可携带模板信息，达到模板条件的显示出来

##### 1.6 深度测试 #####

符合条件的像素通过，否则丢弃

##### 1.7 Blend #####

将当前要渲染的像素和已经渲染出来的像素混合运算

##### 1.8 GBuffer #####

RGBA、 模板值 、深度值等

#####  #####

#### 2.屏幕坐标系 ####

屏幕坐标系在OpenGL和DirectX之间存在差异：

*  OpenGL把屏幕**左下角**当成最小的窗口坐标
 *  DirectX则把屏幕**左上角**当成最小的窗口坐标

![format_png][]

### GPU编程语言 ###

#### GLSL ####

OpenGL Shading Language

优点：有较好的跨平台性，可在Windows、Linux、Mac甚至移动平台等多种平台上工作

原因：跨平台性是由于OpenGL没有提供着色器编译器，而是由**显卡驱动**来完成着色器的编译工作，也就是说只要显卡驱动支持GLSL的编译，就能运行它，它依赖硬件，而非系统层级

缺点：因为编译结果取决于供应商，供应商编译实现不尽相同，所以存在编译结果不一致的情况。

#### HLSL ####

High Level Shading Language，DirectX

由微软控制着色器的编译，即使不同的硬件，同一着色器的编译结果相同，故而支持HLSL的平台相对有限，几乎都是微软自己的产品，其他平台没有可以编译HLSL的编译器。

#### CG ####

C for Graphic

真正意义上的跨平台，会根据平台的不同，编译成相同的中间语言，因为它和微软合作，导致CG语言的语法和HLSL非常相似。CG语言可以无缝移植成HLSL代码。

### 固定管线渲染 ###

固定函数的流水线(Fixed-Function Pipeline)，也称固定管线，指在较旧的GPU上实现的渲染流水线，这种流水线只给开发者提供一些配置操作，开发者没有对流水线阶段的完全控制权。

固定管线通常只提供一系列接口，接口包含一个函数入口点，这些函数入口点匹配GPU上的特定逻辑功能，开发者通过这些接口来控制渲染流水线。

\*\*标注：\*\*已逐渐弃用，不建议继续使用

### 名词解释 ###

NDC：归一化设备坐标(Normalized Device Coordinates)

[format_png]: /images/20230529/966a6142550e4190a24469142ccfc833.png

发表评论取消回复

表情：

评论列表（有 0 条评论，2人围观）

还没有评论，来说两句吧...

相关阅读

相关【Unity Shader】初识Shader，基础总结！

写在前面这篇博客是对《Unity Shader 入门精要》第3章-Unity Shader基础的学习记录和总结。从这篇开始我就再也不是“纸上谈兵”得学习理论知识啦！激动

谁借莪１个温暖的怀抱￠/ 2023年09月27日 09:36/ 0 赞/ 160 阅读

相关 Unity Shader学习2——Unity 中的Shader

> 文章为学习《Unity Shader入门精要》冯乐乐著时做的笔记 1. Unity 中的shader Shader模板 Unity为我们提供4种unity S

╰+攻爆jí腚メ/ 2023年07月14日 05:59/ 0 赞/ 16 阅读

相关 Unity Shader学习1——初识计算机图形学

> 文章为学习《Unity Shader入门精要》冯乐乐著时做的笔记一. 初识计算机图形学图形与图形图像纯指计算机内以位图（Bitmap)形式存在的灰

Bertha 。/ 2023年07月14日 05:55/ 0 赞/ 3 阅读

相关计算机图形学图形旋转_计算机图形学翻译

计算机图形学图形旋转计算机图形学| 翻译 (Computer Graphics | Translations) Transformation techniques m

朴灿烈づ我的快乐病毒、/ 2023年03月05日 10:59/ 0 赞/ 141 阅读

相关 1.1 计算机基础与JS初识

声明：本人前端学习笔记的所有内容均为b站上pink老师课程的学习笔记，如果想详细了解的可以搜索以下网址： 1. H5C3+移动布局：[ 黑马程序员pink老师前端入门视频教

痛定思痛。/ 2023年01月22日 13:59/ 0 赞/ 192 阅读

相关计算机图形学应用题,《计算机图形学》练习题(答案)

1 《计算机图形学》练习题 1．直线扫描转换的Bresenham 算法 (1) 请写出生成其斜率介于0和1之间的直线的Bresenham 算法步骤。 (2) 设一直线段的

悠悠/ 2022年10月07日 11:59/ 0 赞/ 278 阅读

相关计算机图形学

学习总结本学期通过对计算机图形学课程的学习，了解到了许多有关图形学以及现代计算机行业的迅速发展给人类带来的巨大影响。与此同时，理论课与实验课的结合，更让我们从中真正学到了实

末蓝、/ 2022年08月06日 02:29/ 0 赞/ 303 阅读

相关学习shader之前必须知道的东西之计算机图形学-渲染管线

原文地址：[http://blog.csdn.net/huang9012/article/details/16843903][http_blog.csdn.net_huang9

素颜马尾好姑娘i/ 2022年07月14日 06:41/ 0 赞/ 165 阅读

相关计算机图形学

本文转载自：[http://blog.csdn.net/hcbbt/article/details/42779341][http_blog.csdn.net_hcbbt_art

快来打我*/ 2022年05月09日 14:44/ 0 赞/ 526 阅读

相关 Unity_图形学之_shader_学习笔记(持续更新——自学笔记)

什么是shader? 首先我们需要先认识一下计算机底层的一些运行原理，如图： ![1708568-20190726173727023-565157563.p

墨蓝/ 2021年11月11日 18:38/ 0 赞/ 286 阅读