GAMES101-5：(三角形的)光栅化

发表于 2023-07-20 更新于 2024-04-21 分类于 GAMES101 Disqus：本文字数： 701

前言

GAMES101-P5：光栅化

本节介绍 MVP 变换之后的操作：光栅化 Rasterize

定义屏幕：

光栅化：“画”到屏幕上

像素：显示由 RGB 混合的单一色彩。

pixel 是 picture element 的缩写

raster 其实是德语中的 screen 的意思

屏幕空间：定义方式不一，可以以左下角为（0，0）点第一象限定义空间。

将经历投影变换得到 $[\pm 1,\pm 1]$ 宽高的面拉成屏幕的宽高 $[0,w]\times[0,h]$ 。变换矩阵：

\begin{bmatrix} \frac{w}{2} & 0 & 0 & \frac{w}{2} \\ 0 & \frac{w}{2} & 0 & \frac{h}{2} \\ 0 & 0 & 1 & -\frac{n+f}{2} \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{bmatrix}

光栅化即将多边形劈成数个像素的过程，这个过程中最基础的是三角形。

三角形的良好性质：

如何判断一个像素该不该被点亮？

Rasterize

抽象地说，采样就是将一个函数离散化。

对像素中心进行采样：

判断点在三角形内：用三条边与点 q 连线进行叉乘。

如 $P_0P_1$ 、 $P_1P_2$ 、 $P_2P_0$ 分别对 $P_0Q$ 、 $P_1Q$ 、 $P_2Q$ 叉乘，得到的结果都在同一侧则说明在三角形内

对判断过程进行加速

包围盒方法：左于最左顶点高于最高顶点的肯定不用考虑。最上下左右的点围成的四边形就是三角形的包围盒。
记录边界的所有点。

隔行扫描：造成画面撕裂

帧缓存（frame buffer）：将内存（显存）中的一块区域存储图像，并映射到屏幕。

LCD：液晶显示。通过液晶过滤指定的波改变光的颜色。

LED：发光二极管。小灯管组合发光。

墨水屏：控制黑色墨水面显示在上还是白色墨水面显示在上，刷新极慢。