Lecture 02 Recap of CG Basics

Lecture 02 Recap of CG Basics

Graphics Pipeline

光栅化、深度测试、Blinn-Phong模型、纹理映射&插值

OpenGL

总结：每一个pass

• 定义物体、相机、MVP
• 定义帧缓冲区、输入输出纹理
• 定义Vertex Shader / Fragment Shader
• 渲染

其他的

• 多趟pass

  如ShadowMap

Shading Languages

Shader Setup

• 初始化

  • 创建shader
  • 编译shader
  • Attach to program
  • 链接
  • Use program

  program由shader链接组成

• Debuggering Shaders

  • 以前：NVIDIA Nsight
  • 现在：
    • Nsight Graphics 跨平台，仅限N卡
    • RenderDoc 跨平台，不限制显卡
  • 直接显示颜色，使用ColorPicker
    • 负数加上offset

Rendering Equation 渲染方程

• 渲染中最重要的方程

  • 描述光线传播

    \[L_o(p,\omega_o)=L_e(p,\omega)+\int_{H^2}f_r(p,\omega_i\rightarrow\omega_o)L_i(p,\omega_i)\cos\theta_id\omega_i\\ 分别为outgoing\ radiance,\ emission,\ BRDF,\ incident\ radiance \]

  • 在实时渲染中

    \[L_o(p,\omega_o)=\int_{\Omega^+}L_i(p,\omega_i)f_r(p,\omega_i,\omega_o)\cos\theta_iV(p,\omega_i)d\omega_i\\ 分别位outgoing\ lighting,\ incident\ lighting(from source),\ (cosine-weighted)BRDF\\ visibility \]

    引入了visibility，实时渲染中更关注“发出的光线”

    • Environment Lighting 环境光

      通过visibility，在环境光中，将实际上的光源和能不能看到分开考虑

    • Global Illumination 全局光照

      GI = 直接光照+间接光照，难点在于间接光照

      实时渲染中一般只考虑One-bounce GI（多几次bounce效果提升越来越不明显）