1 Standard model 我们材质模型的目标是描述标准材质外观。从数学上，材质模型通过BSDF（双向散射分布函数）表述，该函数由BRDF（双向反射分布函数）与BTDF（双向透射分布函数）共同构成。 由于聚焦常见表面类型，标准材质模型将重点处理BRDF，对BTDF进行忽略或高度简化。因此，该标准模型仅能准确模拟具有短平均自由程的反射型、各向同性、介电或导电材质表面。其中，短平均自由...

1 VkInstance VkInstance可以视为Vulkan API与应用程序之间的连接，其核心作用是管理全局Vulkan状态，如启用的扩展、Layer等。 创建VkInstance时，需要我们指定VkApplicationInfo（包括应用程序的名称、版本、API版本），以及启用哪些扩展与Layer： void Context::createInstance() { /...

Motivation 很多后处理效果在实现时，只能从深度纹理中获取深度信息，而无法获取场景中几何体的顶点数据，但其实现方式又需要利用世界空间/相机空间中的坐标。这种情况下，我们就需要从深度纹理中重建世界空间坐标。此外，也有一些其他的重建选项，例如重建世界空间中的法线，或者相机空间中的位置。 无论我们要重建哪种信息，出发点都是深度纹理，我们通过屏幕空间的UV，采样得到当前像素对应的深度值，...

Optimizing the Edge Function 我们首先回顾一下edge function的实现： float edgeFunction(const Vec2 &a, const Vec2 &b, const Vec2 &c) { return (c[0] - a[0]) * (b[1] - a[1]) - (c[1] - a[1]) * (b[...

为什么需要透视矫正 对于顶点属性来说，如果我们直接使用重心坐标，在投影三角形的表面上进行线性插值，会造成渲染结果的失真。这是因为，重心坐标是在二维空间中进行计算的，如果直接用重心坐标进行线性插值，实际上就忽略掉了透视投影引入的深度变化。 透视矫正的实现方法 要实现透视矫正，我们可以首先将顶点属性除以对应顶点的Z坐标，之后再进行线性插值。

当像素与三角形重叠时，我们将其视为与三角形表面上一点重叠。当然，一个像素可能会有多个点重叠，此时我们的解决办法是比较与像素重叠的每一个点的深度值，找出距离相机最近的点。这样，我们就可以引出depth buffer这个概念了。它是一个与frame buffer尺寸相同的二维浮点数数组，它用于在光栅化过程中记录物体的深度值。 Finding Z by Interpolation dept...

Rasterization: What Are We Trying to Solve? 经过投影阶段，我们获取了三角形的顶点在二维栅格空间中的XY坐标，同时我们还保留了相机空间中顶点原始的Z坐标（包括取反以获取一个正数） 我们下一步需要做的是遍历图像中的像素，通过测试是否像素会与当前三角形的投影图形重叠，我们可以绘制出该三角形的图像，这也是光栅化的原理。如下图所示： 在图形API中...

Quick Review 我们可以将光栅化算法分为两个部分： Project Stage：将三角形顶点投影到canvas上 Rasterization Stage：光栅化三角形，也就是将三角形拆分为像素的过程。 我们将各用一篇博客来深入两个部分，本篇博客先探讨Projection Stage。 在本篇博客中的主要内容如下： 回顾顶点的变换过程 探讨投影相关的新...

在上一篇博客中，我们大致了解了三角形顶点从世界空间变换到像素坐标的过程。这一篇博客是更进一步的拓展，我们将会研究基于物理的针孔相机模型在顶点坐标变换中的影响。 我们先来看看针孔相机的原理。 How a Pinhole Camera Works 在相机中，胶片的尺寸与光圈到image plane的距离对相机的成像有着至关重要的作用。在本篇博客中，我们将会讨论这两个因素对于图像质量的影响，...

本篇博客以这篇博客为基础 在计算机图形学中，变换实际上是对物体的顶点所在的坐标系进行操作，而不是直接操作物体本身。 From Local Space to World Space 这部分没什么好说的，将物体从其局部坐标系（物体自身的坐标系）变换到世界坐标系中。这涉及对物体进行平移、旋转和缩放。 From World Space to Camera Space 当我们平行或旋...