绘图管线

✍ dations ◷ 2025-06-08 14:25:22 #三维计算机图形学

绘图流水线(Graphics pipeline,亦称绘图管线)是计算机图形系统将三维模型渲染到二维屏幕上的过程。简单地说,在计算机即将显示电子游戏或三维动画内的三维模型时,绘图流水线就是把该模型转换成屏幕画面的过程。由于这个过程中所进行的操作严重依赖用户所使用的软件、硬件等,因此并不存在通用的绘图流水线。尽管如此,现今存在着类似Vulkan、OpenGL和DirectX的图形接口,将相似的操作统一起来,并把底层硬件抽象化,以减轻程序员的负担。

为了争取更多的优化机会,绘图流水线大多时候是用硬件实现的。尽管预渲染同样可以使用显卡计算,但由于其相对于一般实时渲染流水线更加依赖显卡的通用运算单位,因此这个过程一般仅用于形容实时渲染。

三维绘图流水线通常用于表示最常见的一种计算机渲染方式,三维多边形渲染,并且与光线投射、光线追踪分别开来。在光线投射中,摄影机从其所在点发射一束光线,并且在该光线撞击表面某个点时,计算该点的颜色和光照。这个过程在三维多边形渲染中则恰恰相反,程序首先计算摄影机可见的区域,然后再从摄影机可见的每个表面的每个部分,发射一束光线并将其追溯到摄影机上。

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