Rendering Sysytem in Games
Theory
- 算法，辐射度算法，30fps算realtime，10fps算可交互
chanllenges
想要是实现的效果都相当复杂，各种算法不一样，还要加后处理、光照运算
在游戏环境中要跑在现在的计算硬件中，所以不是光理论可行就行了
帧率是稳定的，高分辨率
只能使用10%的应用资源
Rendering on Game Engine
工程技术更新迭代迅速，会随着硬件、环境的变化而迭代
实践的软件工程
Outline of Rendering
基础gpu硬件、组织架构、可视裁剪
现代游戏中的光照模型、材质系统、shader模型
子系统：地形、天空、后处理
流水线、延迟渲染、绘制内容的管理、前言的tiled-base rendering
Building Blocks of Rendering
流水线
介绍cg的部分……感觉可以可以转到games101
投影、光栅化、着色
纹理采样
Understand the Hardware
- 使用独立的显卡来进行这些复杂的计算，极大地释放cpu
SIMD and SIMT
simd(single instruction Multiple Date)：单指令、多数据的数据运算，就是四维向量，也就是说一个指令同时完成四个加减法
simt(single instruction Multiple Threads)：如歌计算内核很小，但有很多个，一个指令让很多核去计算，极可能使用同样的代码，每个核访问自己的数据，所以跑的非常快
GPU Architecture
费米架构
GPC(Graphics Processing Cluster)：图形处理集群，专用硬件区用于计算、光栅化、着色、纹理
SM(Streaming Multiprocessor)：装了很多的core
Texture Units
CUDA Core
Warp
Data Flow from CPU to GPU
尽可能数据单向传输，尽可能不从GPU读数据
Cache：内存固然快，但依然比缓存慢百倍
GPU Bounds
ALU Bounds：数学运算太多了，导致其他步骤都在等数学运算
Memory Bounds
TMU(Texture Mapping Unit) Bound
BW(BandWidth) Bound
Architecture
硬件结构一直在变
手机的架构也不一样
Renderable
可绘制的，不是所有的go都要绘制
Mesh、Vertex、Index
每个顶点都要存一个法向
材质
材质模型：phong、pbr
纹理
shader：首先是源码，其次又是数据
Render Objects
将顶点数据、材质、纹理交给gpu，再让gpu按shader执行，就会渲染出东西来
Mesh会有subMesh，其中使用index来划分，有offset
- 相同的材质和纹理放在pool管理，绘制物体时就会去找（享元模式）
定义和实例：实例去引用定义
把整个场景的物体根据材质去排序，把相同材质的物体分组，设置一次材质就形成一组submesh，计算量相同，但速度会变快
GPU Batch Rendering
Visibility Culling
可见性裁剪
包围盒
PVS(Potential Visibility Set)：先用BSP将房间分成小格子，每个格子通过Portal链接，在其中一个格子时，只看到部分的格子，从而减少绘制；这个思想还是很有用的
- GPU Culling：显卡来做裁剪，生成遮挡物的深度图，然后选择是否丢掉
Texture Compression
纹理压缩
在游戏引擎里不能用诸如jpg这样很好的图片压缩算法，因为这些算法不能快速随机访问
所以都是基于Block Compression思想，分块压缩
Authoring Tools of Modeling
几何建模
雕刻
扫描
程序化生成
Cluster-Based Mesh Pipeline
可以用一个算法，基于数据凭空生成几何，并且根据距离来选择精度
可以产生无限的细节
