项目主要是使用C++开发语言（不使用第三方库）实现一个软光栅器，光栅器能读取obj文件、法线贴图、高光贴图、纹理贴图等，并通过渲染管线输出一张几何纹理正确的图。用以学习现代实时图形管线的工作原理。
- MVP变换、视口变换、透视裁剪、背面剔除、光栅化、深度测试等管线操作
- 实现类似vertex shader和fragment shader可编程管线的功能
- 引入Blinn–Phong光照模型增强真实感，shadow map实现硬阴影
- 实现读取切线空间法线贴图
flat shading 结果
深度图
引入光照和阴影后的结果
其他模型的测试：
-
Application（CPU端）
主要任务是识别出可视物件，并把他们及材质提交给GPU以供渲染。三大任务：可见性判断、控制着色参数和渲染状态、将rendering primitives 传递到GPU硬件。
还会进行一些软件层面的工作：空间加速算法、视锥剔除、碰撞检测、动画模拟等。
逻辑：执行视锥剔除→ 查询可能需要绘制的图元并生成渲染数据→ 设置渲染状态、绑定shader参数→ 调用drawcall→ 下一阶段
-
Geometry Processing
-
vertex shading & projection： MVP变换
顶点变换和顶点着色：MVP变换到clip space。
可进行flat shading 和 gouraud shading。
-
clipping：由硬件控制，二次视椎剔除，（第一次cpu上，发生在物体层面），第二次发生在包围盒（三角形）层面，剔除不在视椎体中的物体。
-
screen mapping：viewport 变换，[-1,1]^3 到屏幕空间
且projection后可插入 曲面细分(tessellation)、几何着色(geometry shading)。
tessellation 影响渲染质量，近的话渲染点多，远的话渲染点少。将简单的几何图元（如三角形）细分为更复杂的几何形状。
geometry shading，将图元排序并生成新数据，如粒子系统中烟火的生成。
-
3.4.两步：
-
Rasterization
此步骤由硬件控制。
-
Triangle setup 三角形设置：计算出三角形中的一些重要数据（如三边方程、深度值等），以供遍历阶段使用，这些数据可用于各种插值。
-
Triangle Traversal 三角形遍历：用屏幕上离散的点对三角形可见性函数进行采样。遍历每个像素并判断其是否在三角形内，来决定该像素是否生成fragment。
通过三角形顶点的属性值，插值得到每个像素的属性值。（透视校正差值也在这步执行）
-
-
Pixel Processing
- Pixel Shading 像素着色：进行光照、阴影等计算，得到屏幕像素的最终颜色值。各种复杂的着色模型、光照计算都是在这个阶段完成的。
- Merging 测试合并：包括各种测试和混合操作，如 透明测试、模板测试、深度测试以及色彩混合等。经过了测试合并阶段，并存到帧缓冲的像素值，才是最终呈现在屏幕上的图像。
-
关键点是：如果一个点不在阴影内，那么它一定能被光和相机看到（点光源，硬阴影）
-
两个pass的算法：
- pass 1: 从光源（虚拟相机在光源位置）出发，看向场景，记录一张深度图（深度1）
- pass 2A: 相机在人眼位置，记录各点投射到光源的深度（深度2）
- pass 2B: 比较深度1与深度2，一致说明光源能看到此点；不一致，阴影。
- 一些问题：浮点精度比较、分辨率、soft shadow(pcss, vssm)。
-
对于一面墙体，如果使用世界空间下的法线贴图，那么当墙体发生旋转等变换是，之前的法线方向就会出错。而我们也不可能为每一个方向定义各自的法线方向，这就引出了切线空间下的法向贴图。
-
切线空间是一个沿着三角形表面的坐标系，其中x轴与表面的切线相对应（T），y轴与表面的副切线相对应（B），z轴与表面的法线相对应（N）。其中z轴方向默认指向（0, 0, 1）方向，这也是为什么法向贴图都是紫色的原因。
-
切向空间的计算：
对于切线空间中的一个三角形，如图红色表示T方向，绿色表示B方向。
对于边E1和边E2可以有如下表示，
进而推出切线方向基向量的求解公式：
-
对于求得的（i,j,k）切线方向基向量，构造TBN矩阵，在使用中用此矩阵将切向空间坐标转换到世界空间下。
TBN矩阵为如下形式：
(ix, jx, nx
iy, jy, ny
iz, jz, nz)
使用中是对读取的法线向量左乘TBN矩阵将法线转移到xyz空间，进而进行使用。
原因是我们之前的计算发生在世界坐标下，所以计算结果（i,j,k）是切线基坐标在世界空间下的表示法。左乘TBN矩阵的几何意义是将切线坐标系转换到xyz世界坐标下。具体实现中在Vex.cpp进行的坐标转换也是这样做的。
是一种经验模型，贡献主要分为环境光、漫反射和镜面反射三项。
- 漫反射：与光照方向（n*l）和光源到着色点距离有关。
- 镜面反射：高光项只有在很小的一个角度内能看到，可使用半程向量h与n之间的关系来代替r与v之间的关系； 也与光源到着色点距离有关。
- 环境光：常数，补充光照
