圖形學(xué)基礎(chǔ)知識

本篇主要給大家介紹圖形學(xué)基礎(chǔ)知識，了解Unity圖像渲染機制，以及圖像渲染管線流程。

主要是因為伴隨著VR/AR的飛速發(fā)展，為了滿足VR高清高幀率的極限渲染，著色器編程（Shader）也成為了Unity程序開發(fā)人員的必備知識。

首先，給大家介紹一下Unity圖像渲染機制
在Unity引擎中，任何圖像渲染都需要一個很重要的文件屬性——Material（材質(zhì)球），在MeshRenderer、LineRenderer、UI渲染、拖尾渲染都可以見到它的影子。因此，我們可以將Material理解為Unity中圖像渲染的工具，而Shader（著色器）即可以理解為Material這個工具的加工廠，Shader（加工廠）定義了Material渲染的解決方案，定義了Material渲染所需要的原材料，而此時所講的原材料，即Shader中的屬性（數(shù)值，顏色，紋理，貼圖等等）。

渲染繪圖管線
了解了Unity圖像渲染機制，下面我來介紹渲染繪圖管線。那么何為渲染繪圖管線呢？渲染管線也稱為渲染流水線，是顯示芯片內(nèi)部處理圖形信號相互獨立的并行處理單元。在Unity中，即將3D場景模型繪制成屏幕2D圖片的過程。

下面我們詳細講解圖像渲染流水線中各個模塊的詳細操作步驟：

第一個步驟——頂點處理
1.當(dāng)模型制作完成后，模型只有一個自身中心以及自身的前后左右上下方位，我們稱之為本地坐標(biāo)系。當(dāng)模型置入3D場景中，每個頂點都擁有了一個世界坐標(biāo)，因此頂點處理第一步是從本地坐標(biāo)到世界坐標(biāo)的過程。2.有了世界坐標(biāo)后，模型在不同角度觀察，所看到的畫面是不同的，因此下一個步驟是從世界坐標(biāo)系到觀察坐標(biāo)系的過程。3.觀察坐標(biāo)系還是一個3D視角，但我們所看到的畫面其實是一個2D的平面，只是有了陰影，有了光照，有了3D模型的角度渲染，我們看起來比較又3D點感覺。最后一個步驟，即觀察坐標(biāo)系（3D）到投影坐標(biāo)系（2D）到過程。

第二個步驟——面處理
1.剛剛操作已經(jīng)獲取到了2D平面上每個頂點的坐標(biāo)，下面面處理第一個步驟即將所有頂點連線，組裝成面。

2.當(dāng)然面組裝成型后，會有我們看不到的地方不需要渲染，因此要將看得到的面截取，將看不到的面剔除，因此有了面截取和面剔除步驟。

第三個步驟——光柵化
光柵化是渲染管線流程中重要的一步，即將面渲染所需要的像素數(shù)量，位置等信息計算出來，也可以理解為是將面拆分成一個個的像素的過程。

第四個個步驟——像素處理（像素著色）
最后一步，即給每個像素著色，形成我們想要看到的畫面。