渲染技术

culling的意思是select from a flock，就是“从一群里面选择一部分“。对于3d engine来说，就是要从几十万的triangle之中选择出一小部分送给pipeline进行渲染。

本篇主要讲的是计算机图形学中比较重要的主题之一，渲染，并且着重于讲述光栅化的渲染方式。我们要了解光栅渲染，其实先要理解什么是渲染。这必将引出它的上一层级，计算机图形学。在图形管道当中，渲染是作为最后一个主要步骤而存在的，是为模型或者动画最终呈现外观的主要步骤。渲染是计算机图形学的主要的子主题之一，也是我们将要讨论的重中之中，因为渲染在实践中总是与图形学的其他的模块有着很深的联系。

有篇著名的论文中提到过，使用了提前生成的素描纹理来实现实时的素描风格渲染，这些纹理组成了一个色调艺术映射，这些纹理笔触逐渐增多，用于模拟不同光照下的漫反射结果，从上到下对应了每张纹理的多级渐远纹理，这些纹理的生成并不是简单的对上一层纹理进行降采样，而是需要保持笔触之间的间隔，以便更真实的模拟素描效果。

Imagination发明的人工智能芯片采用双缓冲器的渲染结构，不仅极大的提高了数据的渲染效率，同时也减少了数据丢失以及误传的风险。

尽管游戏渲染一般都是以照相写实主义作为主要目标，但也有许多游戏使用了非真实感渲染（NPR）的方法来渲染游戏画面。非真实感的一个主要目标是，使用一些方法使得画面和某些特殊的绘画风格相似的效果，例如卡通、水彩风格等。

CPU内部流水线结构拥有并行计算能力，一般用于显示内容的计算。而GPU的并行计算能力更强，能够通过计算将图形结果显示在屏幕像素中。内存中的图形数据，经过转换显示到屏幕上的这个过程，就是渲染。而负责执行这个过程的，就是GPU。

和渲染优化相关的东西很多，大致可分为网格、着色器材质、光照和阴影。相关的优化技术有相机视椎体剔除、遮挡剔除、基于层的分类剔除与合并绘制调用。LOD降级分为着色器的LOD降级和LodGroup降级。

建模时尽可能减少模型中三角面片的数目，一些对于模型没有影响、或是肉眼非常难察觉到区别的顶点都要尽可能去掉。美术人员往往需要优化网格结构。很多三维软件都有相应的优化选项，可以自动优化网格结构。

相比于动态批处理来说，静态批处理适用于任何大小的几何模型。它的实现原理是，只在运行开始阶段，把需要进行静态批处理的模型合并到一个新的网格结构中，这意味着这些模型不可以在运行时刻被移动。但由于它只需要进行一次合并操作，因此比动态批处理更加高效。

批处理的实现原理就是为了减少每一帧需要的draw call数目。为了把一个对象渲染到屏幕上，CPU需要检查哪些光源影响了该物体，绑定shader并设置它的参数，再把渲染命令发送给GPU。