摘要: 上次說到渲染管線的一般組成，接下來就要說說各部分的轉(zhuǎn)換怎么做了。
在這之前，本著掃盲的態(tài)度，先介紹一點(diǎn)矩陣的基礎(chǔ)知識。
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   呵呵，既然都說了，是“我的第一個”。那自然就不會有太好的效率和表現(xiàn)，不過實(shí)現(xiàn)了基本功能，值得鼓勵一下~。
        PS：這屬于掃盲帖，同時邀請牛們來點(diǎn)評下。

        首先，介紹背景。。。
        目前在一個游戲公司實(shí)習(xí)，培訓(xùn)的時候，有一個擴(kuò)展練習(xí)，就是寫一個3D渲染管線。
        之前沒寫過這種東西，僅僅小用了一下OPENGL，搞了個旋轉(zhuǎn)立方體以后，就因?yàn)樽约夯靵y的坐標(biāo)變換概念無法深入了。
        現(xiàn)在算是基本實(shí)現(xiàn)出來了，馬上就發(fā)覺了這東西的鍛煉價值了，首先是包含的數(shù)學(xué)多，尤其線性代數(shù)，不理解的話很多東西都不能懂。其次，是計(jì)算量潛力很大，圖形計(jì)算，隨便一算就幾百萬幾千萬的，真要做得好，要優(yōu)化效率，然后各種東西都來了，匯編啊，顯卡啊之類的。
        何為3D渲染管線呢，就是一個能把3D世界模型，轉(zhuǎn)換成屏幕顯示的這個東西。說“管線”，就是因?yàn)樗话闶且环N類似過濾器的實(shí)現(xiàn)方法，經(jīng)過N步的轉(zhuǎn)換過程，最終輸出了屏幕像素信息。
        
        OK，直入主題。
        最基本的渲染過程一般包含這樣幾個步驟。 世界坐標(biāo)變換、攝像機(jī)變換、透視變換、剪切、行掃描輸出。

        世界坐標(biāo)變換：就是把3D世界中的各種物體，通過 縮放、旋轉(zhuǎn)、平移 放置到一個指定的位置，這個過程一般都可以記錄成文本或二進(jìn)制格式，從而渲染管線可以方便地初始化好整個世界信息。

        攝像機(jī)變換： 這個比較好理解，3D世界生成好了，那么人在哪里呢？ 我們總要有一個眼睛來看這個3D世界。這個眼睛的位置不同，所看到的東西也就不同。 這個攝像機(jī)變換，就把3D世界的物體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為眼睛看到的坐標(biāo)。  例子：有個點(diǎn)在(1,1,1) 處，我的眼睛在(1,1,0)處，看著那個點(diǎn)。 那么這個時候，這個點(diǎn)就在我的正前方，它在我眼中的坐標(biāo)就是(0,0,1)。

        透視變換： 一般情況下，我們看東西都有一種近大遠(yuǎn)小的感覺，那么這個變換，就是為了制造出這種效果。比如說，我眼睛看到了兩個點(diǎn) (-1,0,0) 和(1,0,0) ，假如我們把這兩個點(diǎn)都垂直于我們拿遠(yuǎn)一點(diǎn)，那么他們的攝像機(jī)坐標(biāo)本來是變成(-1,0,1) (1,0,1)，但是由于透視效果，近大遠(yuǎn)小，我們實(shí)際看到的坐標(biāo)會變成(-a,0,1) (a,0,1)  ，這里 a < 1。

        剪切： 這個也很好理解，我們看不到我們身后的東西，所以我們就不要去管它了，這樣可以節(jié)省很多計(jì)算量，也可以使得計(jì)算的結(jié)果有一個確定的范圍。實(shí)際的剪切變換中，還有近平面，遠(yuǎn)平面等參數(shù)，就是最近能看到多近，最遠(yuǎn)能看多遠(yuǎn)。

        行掃描輸出： 我們現(xiàn)在已經(jīng)得到了一堆坐標(biāo)，表示我們看到的世界是什么樣子，現(xiàn)在就是要把這個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖片了，3D世界中的所有東西都是由三角形組成，所以我們把這些三角型的每一個點(diǎn)的坐標(biāo)都計(jì)算出來（在之前的處理中始終只保留其頂點(diǎn)）。然后根據(jù)X,Y坐標(biāo)畫到屏幕上，畫的過程中還要判斷哪個點(diǎn)在前面，哪個點(diǎn)在后面，在后面的點(diǎn)不能遮住前面的點(diǎn)。這里使用的一個技術(shù)叫Z-Buffer，用來記錄某個X,Y坐標(biāo)上離屏幕最近的點(diǎn)的Z坐標(biāo)值。

        大概就這么多先，發(fā)覺原來想把東西表達(dá)清楚還真不容易，代碼過兩天再貼，等把紋理和比較方便的世界模型定義腳本做好再說。而且，講到具體的東西，需要比較透徹的線性代數(shù)理解，要表達(dá)好不容易，自己還要先理解理解。

         總的來說是比較欣賞 開發(fā)-測試-重構(gòu)-測試-開發(fā) 這樣的流程的，比較重要的一點(diǎn)是，這種模式才能在不熟悉的領(lǐng)域工作中得到有效的結(jié)果。感覺之前是被那種高屋建瓴的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)給搞蒙了，其實(shí)能做到這種程度架構(gòu)的，功力必須超越當(dāng)前的工作需要。 傻乎乎的作一個看似有效的高層架構(gòu)設(shè)計(jì)，然后一頭扎進(jìn)底層開發(fā)，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有問題，改，再做再改。 于是最終開發(fā)效率低，質(zhì)量也并不高。

         作為剛起步的程序員，這兩年是有點(diǎn)感覺了，好程序不是一開始就把所有東西做好，只是能推動它慢慢成長就行了。

        有時候覺得，似乎是要像商人一樣來作程序的決策，做這個功能有用嗎？沒用，那就不做了。以后可能有用？那以后能做嗎，能，那就以后做吧。
         寫C++寫多了，就會喜歡造車輪，確實(shí)C++天生就是干這個的能手。不過像我這樣的，車輪也不能亂造，雖然有些車輪造出來會感覺很爽，但是實(shí)際上沒太大收益。

這是一篇比較形式化的開博文，沒什么意義。
馬上開始實(shí)習(xí)，需要一個地方來慢慢積累自己的想法。