指针和REF

      指针继承自 C 语言,也是操作数据最灵活最强大的武器;REF,中文名为引用,则可以认为是指针的一个“语法糖”。REF 使用起来更方便、更安全、也更可靠,它和指针一样也具有多态性。   指针   指针可以看成一个复合类型,它由 A 和 T 组成,A 表示指针指向的物理地址, T 表示地址包含的类型。通常来说,A 在运行 […]

可编辑网格的存储方式

  渲染时使用的数据结构往往是数组,因为它节约存储空间而且方便索引进行随机访问。但是在模型编辑软件如 Blender、MAYA 中就不能使用数组,取而代之的是类似于链表的数据结构。   为了方便修改,网格信息时一般不只存储顶点信息,往往还会保存连接信息(mesh connectivity)。 邻接三角形结构     这次要讨论的 […]

计算机图形学中的数学知识

  计算机图形学需要的数学基础,取决于希望进入这个领域的深度。如果单纯使用现成的图形引擎或者编辑程序,几乎不需要太多专门的数学知识;如果想要系统学习计算机图形学,那么需要学习代数、三角函数和线性代数;如果需要成为图形学的研究者,那么就应该持续不懈地学习数学。计算机图形学一些领域并不太关心数学思想。但是,如果愿意学习新的数学思想,那么将会有更多选择的自由。  &emsp […]

抗锯齿技术之FXAA

  如果要平滑地显示一条直线,理论上需要无限大的分辨率。当前显示器的效果还远远没有达到匹配眼睛分辨率的效果。如果想要在网格屏幕上捕捉一条直线,在直线跨像素时,必然会产生一个极小的阶梯型效果。如果多个阶梯出现在同一个区域,眼睛马上就能发现错误。为了尽可能减少这种跳变的影响,出现了抗锯齿技术(anti-aliasing)。   当前已经开发出了多种抗锯齿技术。最 […]

C++中的RTTI架构

      在 C++ 中,默认提供的运行时类型信息(Run-Time Type Information, RTTI)主要有三个目的: 支持 typeid 操作符 匹配以及捕获抛出的异常(异常分配器) 实现 dynamic_cast 操作符     dynamic_cast 只关注于继承多态的相关转换操作,而 typeid 以及 […]

HDR技术之tone mapping

      现实中人类的眼睛所能看到亮度比的范围是$$10^5$$左右。照相机和摄像机可以捕捉到HDR的影响,渲染过程中可以产生HDR的画面。这样问题就出现了,$$2^{16}$$或者更高数量级的亮度只能存在电脑里,而一般的显示器只能表示$$2^8$$个亮度数量级,用256个数字来模拟 所能表示的信息,这种模拟的方法就是HDR技术核心内容之一,学名叫Tone […]

interface block 及 UBO、SSBO 详解

    前言   如果要将相机数据、光源数据同时传给地形着色器、阴影着色器等等要怎么做?一种简单的办法是在每个着色器中设置同样的 uniform 变量,然后各自赋值。但这个方法仍然显得太麻烦,有没有方法将数据存储在某个地方,然后需要的着色器自行读取呢?答案肯定是有的。   GLSL 3.1 版本开始支持 uniform block 的数据结构,它可以和 OpenGL 中定义的 uniform bu […]

OpenGL 4.6 新版本特性

        在2017年的 SIGGRAPH 上,Khronos 突然推出了 OpenGL 4.6。相比 OpenGL 4.5,这个版本加入了一些 Vulkan 的技术,进一步完善了 OpenGL。这代表OpenGL还没终结,以后还会绽放新的活力。   这几个扩展进入了核心: GL_ARB_gl_spirv 和 GL_ARB […]

实时渲染中的菲涅尔效应

      光线追踪中使用的菲涅尔效应公式由平行项 $$ r_\\parallel$$ 和垂直项 $$r_\\perp$$ 组成,而且针对绝缘体和导体的公式又不相同,计算非常复杂。用于实时渲染必须进行简化。   菲涅尔效应   实际上,菲涅尔效应描述了光线的角度和光线反射率的关系。如果视线和法线夹角越大,眼睛接收到的反射光线能量 […]

图形学中的辐射度

    写在前面   光线追踪中最基础的部分是光线的传播和反射(一般把表面双向透射分布函数[BTDF]和双向反射分布函数[BRDF]统一处理为 BSDF,即双向散射分布函数),辐射度测量学则提供了相关数学概念,构成了基于物理渲染算法推导过程的基本内容。   本文使用和 PBRT 相同的左手系,即球坐标中 $$\\phi$$ 表示范围为 $ […]