1. 引言
3D 世界中，點的座標不再是兩個點，而是三個點，X, Y, Z
2. 3D 投影：
- 概念：通過圖形算法，把3D座標「拍平」顯示到2D屏幕上
- 分類
- 正交投影：立方體的各個邊，在投影中互相平行
- 透視投射：在真實 3D 世界中，平行線段會在遠處收斂於一點，就像遠處的馬路匯聚到一點
- 網格：一堆多邊形的集合。網格越密，表面越光滑，細節越多
- 三角形：更常用因爲能定義唯一的平面
3. 線框渲染 Wireframe Rendering
所有的點從 3D 轉成 2D 後，就可以用畫 2D 線段的函數，來連接這些點。
4. 掃描線渲染 Scanline Rendering
- 是一種算法名稱
- 作用：填充圖形
- 1967 年誕生於猶他州大學
- 填充的速度叫 fillrate (填充速率)
5. 抗鋸齒：
- 定義：減輕鋸齒的方法
- 原理：如果像素在多邊形內部，就直接塗顏色；如果多邊形劃過像素，顏色就淺一些，這種邊緣羽化的效果，看着更舒服些
- 使用場景：字體、圖表等
6. 遮擋 Occlusion
- 在 3D 場景中，多邊形到處都是，但是隻有一部分能看見，因爲其他的被擋住了。
- 原理：使用畫家算法
- 是什麼：使用排序算法，從遠到近排列，然後從遠到近渲染
7. 深度緩衝 Z-Buffering
- 特點：可以記錄場景中每一個像素和攝像機的距離
8. Z Fighting 錯誤
兩個多邊形或者多個多邊形距離都一樣的時候，不確定哪一個會畫上面。多邊形會在內存中移來移去，訪問順序會不斷變化；另外，計算浮點數有舍入誤差。所以哪一個畫在上面，往往是不可預測的，導致出現 Z-fighting 效果
9. 背面剔除 Back-Face Culling
- 3D 遊戲中的一個優化
- 解釋：遊戲角色的頭部或地面，只能看到朝外的一面，爲了節省處理時間，會忽略多邊形背面，減了一半多邊形面數
10. 明暗處理
- 解釋：在 3D 場景中，物體表面應該有明暗變化
- 表面法線：多邊形面對的方向
- 平面着色：
- 最基本的照明算法
- 多邊形的邊界非常明顯，看起來不夠光滑
- 高洛德着色
- 特點；不只用一種顏色給整個多邊形上色，而是以巧妙的方式改變顏色，得到更好的效果
11. 紋理 Textures
- 在圖形學中指外觀，而不是手感
- 算法：紋理映射
- 在多邊形中，查詢紋理，從相應區域取平均顏色，並填充多邊形，重複這個過程，就可以獲得紋理
小結：
再大的場景，過程都是一樣的，一遍又一遍，處理所有多邊形。掃描線填充，抗鋸齒，光照，紋理化。
12. 如何加速渲染
- 爲這種特定運算，做專門的硬件來加快速度
- 把 3D 場景分解成多個小部分，然後並行渲染，而不是按順序渲染
13. 圖形處理單元 GPU
- 計算機工程師爲圖形做的專門處理器
- 位置：在顯卡上，周圍有專用的 RAM
- 所有網格和紋理都在GPU中，讓GPU的多個核心可以高速訪問