2020-10-21

小白安卓、小白ios的都理解的渲染管线文章（附可运行的安卓、ios工程）

SoftRenderer

Android、iOS、Unity、Unreal都可以运行，不使用任何图形库接口，纯代码来实现渲染管线，比起学习Opengl等更好的理解渲染管线，代码中都有详细注解。（觉得有趣麻烦给个star）

平台语言工程路径效果
https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/tree/master/Ado2020-09-07-15-07-21.pngfile
https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/tree/master/iOS2020-09-16-20-43-34.pngfile
https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/tree/master/Unity2020-09-17-12-49-37.pngfile
https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/tree/master/Unreal2020-09-17-12-49-41.pngfile

file

前言

程序员的三大浪漫，编译原理、图形学、操作系统，所以我也有一种情节，想去学图形学。然后我拿起图形学的书，看完了第一章 似懂非懂，然后书又沾灰了。过了一段时间工作上遇到渲染管线相关的问题，然后又开始去网上看博客，看完之后也是似懂非懂，你是否也有跟我一样的经历了？Opengl的接口背后是什么呢？渲染管线怎么用程序表达。于是我找到一个skywind3000的软渲染器，然后自己再实现一遍，这样之后对渲染管线的理解更加深刻了。

通过代码来了解渲染管线 不调用图形库，ado、ios、unity、unreal都可以运行

一、渲染管线

渲染管线流程图

/* * 1、最简单的渲染流水线: *  分成CPU阶段和GPU阶段 *  +--------------+  +-------------+ *  |    |  |    | *  |  CPU  +----->  GPU  | *  |    |  |    | *  +--------------+  +-------------+ * * 2、其中CPU阶段就是应用阶段 GPU阶段包括了几何阶段和光栅化阶段 *  +--------------+  +-----------------+ +----------------+ +----------------+ *  |    |  |     | |    | |    | *  | 应用阶段 +----->  几何阶段  +-->  光栅化  +--->  像素处理  | *  |    |  |     | |    | |    | *  +--------------+  +-----------------+ +----------------+ +----------------+ * * 3、几何阶段： *  +--------------+  +-----------------+ +------------------+ +-------------+ +-------------+ *  |    |  |     | |     | |    | |    | *  | 顶点着色器 +-----> 曲面细分着色器 +-->  几何着色器  +---> 裁剪  |--> 屏幕投射 | *  |    |  |     | |     | |    | |    | *  +--------------+  +-----------------+ +------------------+ +-------------+ +-------------+ * * 4、光栅化阶段： *  +--------------+  +--------------+ +------------------+ *  |    |  |    | |     | *  | 三角形遍历 +-----> 三角形设置 +-->  片元着色器 | *  |    |  |    | |     | *  +--------------+  +--------------+ +------------------+ * * 5、像素处理阶段： *  深度测试ZTest *  颜色混合 *  模板测试（模板缓冲） *

工程调用堆栈

 * 【说明】：下面的代码根据上面的流水线来讲解和划分 * 绘制调用堆栈： *  HScreenDevice::Draw *   HScreenDevice::ClearScreen         清屏 *   HCube::Draw             Cube绘制 *    HCube::DrawBox           立方体绘制 *     HCube::DrawPlane         长方形绘制 *      HCube::DrawTriangle        三角形绘制 * *       HCube::UpdateMVPMat()       1、更新MVP矩阵       -| *       HCube::vert()         2、顶点着色器 之后就是裁剪空间坐标了   | *                    3、曲面细分着色器 几何着色器【TODO】   |--->几何阶段 *       HCube::CheckTriangleInCVV()      4、裁剪 检查在不在裁剪空间里面    | *       HCube::CalTriangleScreenSpacePos()    5、屏幕投射        -| * *       HCube::InitTriangleInterpn()      1、插值初始化 后面透视校正用    -| *       Triangle::CalculateTrap() DrawTrap DrawScanline 2、三角形设置、三角形遍历 得到片元信息  |--->光栅化阶段 *       HCube::frag          3、片元着色器       -| * *       ZTest Zwrite

二、工程说明

Ado

  • 基本介绍：
    用了ImageView来显示HScreenDevice的buffer，主要去看FirstFragment这个的代码。

  • 如何打开工程：
    用AndroudStudio打开

  • 主代码：
    具体看代码的注释：
    https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/blob/master/Ado/app/src/main/java/com/wlxklyh/softrenderer/FirstFragment.java

iOS

  • 基本介绍：
    用了UIImage来显示HScreenDevice的buffer，主要去看SoftRenderer.h这个的代码。

  • 如何打开工程：
    xcode打开工程

  • 主代码：
    具体看代码的注释：
    https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/blob/master/iOS/SoftRenderer/SoftRenderer/SoftRenderer.h

unity

  • 基本介绍：
    MainScene下面有个Canvas Canvas有个Image,MainCode.cs脚本每帧会调用软渲染器的Draw,然后把FrameBuffer数据取出来 调用Unity的Texture2D.SetPixel接口 然后用Image把这个Texture2d显示出来。

  • 如何打开工程：
    Unity打开工程 MainScene

  • 主代码：
    具体看代码的注释：
    https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/blob/master/Unity/Assets/MainCode.cs

Unreal

  • 基本介绍：
    UMainUICpp里面有个MainImage 每帧会把软渲染器的数据显示到MainImage中，除此之外，没使用Unreal的其他接口。

  • 如何打开工程：
    打开工程，打开MainUILevel关卡，然后运行就会如下显示

  • 主代码
    具体看代码的注释：
    https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/blob/master/Unreal/Source/Graphic/SoftRenderer/ScreenDevice.h

三、TODO

后续要用C++跨平台。

  • 三角形裁剪完善
  • 几何着色器和片元着色器完善
  • BRDF光照模型
  • 模板测试

附

欢迎加微信讨论（备注Gituhb）

个人简介：高级开发工程师，兴趣和领域（Unity、Unreal、cocos creator、安卓终端开发、ios终端开发、音视频开发、图形学），欢迎加W：wlxklyh 探讨问题。（欢迎star：https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer）

个人简介：高级开发工程师，兴趣和领域（Unity、Unreal、cocos creator、安卓终端开发、ios终端开发、音视频开发、图形学），欢迎加W：wlxklyh 探讨问题。（欢迎star：https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer）

原文转载：http://www.shaoqun.com/a/481413.html

epc：https://www.ikjzd.com/w/488

prezi：https://www.ikjzd.com/w/1751

克雷格：https://www.ikjzd.com/w/194


SoftRendererAndroid、iOS、Unity、Unreal都可以运行，不使用任何图形库接口，纯代码来实现渲染管线，比起学习Opengl等更好的理解渲染管线，代码中都有详细注解。（觉得有趣麻烦给个star）平台语言工程路径效果https://github.com/wlxklyh/SoftRenderer/tree/master/Ado2020-09-07-15-07-21.pnghtt
五洲会海购：https://www.ikjzd.com/w/1068
拍拍购物：https://www.ikjzd.com/w/2205
老虎谷漂流自驾游怎么走？：http://tour.shaoqun.com/a/3899.html
出货请注意！ 5号台风丹娜丝即将生成，目标直指华南or华东？：https://www.ikjzd.com/home/101329
9月3日去哪里旅游最好？：http://tour.shaoqun.com/a/64143.html
Posted by at

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments (Atom)