游戏开发与图形学学习记录

概述前言由于实在觉得有必要细致、全面、通透地学习一遍图形学相关基础理论知识，于是开了这个坑。 但是，就我个人而言，该系列不会局限单纯的理论。目前的想法是，除开基础理论推导 会添加一些引擎中的原理和实现，games系列闫令琪老师101，202的作业，以及流行图形API规范如OpenGL的理论实践。 同时PBR,RTR等图形学进阶书籍阅读笔记也可能会不定期更新。 总的来说，理论性会更强，实验性的记录和学习也会占相当一部分，包罗图形学及其相关应用。个人的意义算是这个方向的笔记或“个人百科全书”。后续也会不断完善。 Overview of Computer Graphics这里借games101开个头 Why Study CG Fundamental Intellectual Challenges: Creates and interacts with realistic virtual world(与虚拟交互) Require understanding of all aspects of physical world(了解物理世界) New computing methods, ...

Signal Processing在图形中，我们经常要处理具有连续变量的函数：一开始你只看到一张图像，但是随着你的探索，你将会看到更多。本质上，连续函数不能直接在电脑上表达，我们必须用优先的比特来表达他们。 最有用的方法之一是存储这个函数在不同点的值，然后在需要的时候进行重构。 你现在位置应该熟悉使用二维网格像素来表达图像，所以你已经见过一个采样的表现。 另一个关于sampled representation 的粒子是二维的数字化平板。 例如平板电脑，或者艺术家使用的数位屏。这种情况下，最原式的函数是数位笔的移动 （stylus数位笔触针手写笔) … Digital Audio : Sample in 1d即使sampled representation 已经用于电子交流很久了，激光唱片（compact disc)在1982年的引入，紧随着音频数字记录器的使用增长，在过去的10年里，是第一个高度可视的消费者应用采样。 … Sampling Artifacts and Aliasing数字音频记录可以为sampling 和reconstruction处理更加具体的模型。 Aliasing ...

软链接c盘 c盘文件链接到d盘，减小c盘占用 例如将C:\Program Files\Adobe链接到D盘 保证C盘没有该目录(通过剪切到D盘) 管理员身份打开cmd，输入以下软链接 mklink /D "C:\Program Files\Adobe" "D:\MySoftware\Adobe" Unity Cache 参考(36条消息) 修改Unity的Cache缓存位置_GA博客的博客-CSDN博客_unity缓存 SP字体太小 QT_SCALE_FACTOR 1.3 用户变量 但是有副作用 Markdown 【Markdown笔记】设置字体颜色_markdown 字体颜色-CSDN博客

屏幕后处理 参考： 入门精要 Games101系列课程 上采样(UnSampling) 和 下采样(DownSampling)是啥？ - 知乎 (zhihu.com) URP下用RenderFeature实现高斯模糊 - 知乎 (zhihu.com) 多种模糊算法Unity中的模糊效果（基于URP） - 知乎 (zhihu.com) 百人计划学习 图形 4.1 Bloom算法 游戏中的辉光效果实现 - 知乎 (zhihu.com) URP bloom（基于双重方框模糊） - 知乎 (zhihu.com) unity ShaderLab 基础之【像素混合Blend】Blend命令详解 shaderLab blend blendOp透明度颜色混合_blend公式和效果-CSDN博客 顾名思义，在屏幕渲染完成后，制作特效等使得整体画面进一步提升艺术感。 onRenderImage属于抓取屏幕的函数，应用在所有透明和不透明渲染完成后(URP弃用) PostEffectsBase.cs用于检验shader和material，并且通过脚本面板更改数据； ...

Chapter11-让画面动起来 纹理动画 1.序列帧动画 .... 2.滚动背景 1234//frac函数返回标量或每个矢量中各分量的小数部分。return v - floor(v);o.uv.xy = TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_MainTex) + frac(float2(_ScrollX,0.0)*_Time.y);o.uv.zw = TRANSFORM_TEX(v.texcoord,_DetailTex) + frac(float2(_Scroll2X,0.0)*_Time.y);//可以发现当x乘上一个小于1的值时，系数越小，呈现的图像结果会越稀疏 函数如下图 frac(float)等价上图 frac(float2())则等价于以圆心为原点，以这个点为起点的线为半径，每过v的长度，为一个周期。最后构成多重圆环。而横坐标 的倍率则影响密度。倍率大于1，噪声越大，间隔小，密度大。 如果渲染2d物体，可以将相机模式转换成正交模式 3.水波动画 由于本例中需要移动模型空间坐标，而批处理会使得相关模型合并，使得相关模型丢失原来模型空 ...

The Graphics Pipeline前面几章已经建立了所需的数学基础(scaffolding) 现在主要讨论第二种主要的rendering 方式。 —在屏幕上一个接着一个绘制物体，也即object order rendering 不同于ray tracing 的方式，通过像素找物体，现在会反过来通过物体找像素 **在一张被几何图元(geometric primitive)占满的图像上的所有像素的过程，称之为rasterization(光栅化)**，所以object order rendering也称之为光栅化渲染 而实现这一操作的操作序列，称之为图形渲染管线，graphics pipeline 这种方法的成功，来源于它的效率。 对于大型场景，对数据存储模式的管理 是至关重要的操作。而且制作一个整个场景的通道来访问几何的每一个bit一次,比重复地搜索场景来检索所需的场景更加有有时。 object-order rendering不只有一种方法。 hardware 硬件pipeline使用OpenGL,Direct3D等API software pipeline使用鱼电影制作，提供了像 ...

ViewingViewing Transformations视角变换用于映射3d位置。 它是一头复杂的野兽，依赖于包括相机坐标、orientation(取向)，投影的类型，视角的区域，和图片的清晰度(resolution); 它是通过几个简单变换点乘获得 相机变换(camera/eye transformation) 投影变换(projection transformation) 视口(窗口)变换(viewport transformation) 模型空间->世界空间->相机空间->规范化视线空间->屏幕空间 The Viewport Transformation假设我们想要看到的几何体在规范的视图体积空间(canonical view volume) 然后我们想要在z轴方向用**正交(orthographic)**相机观察 canonical view volume(规范视图空间)是一个包含了所有3d坐标的正方体，这些坐标 在笛卡尔坐标系(cartesian coordinates)中处于（-1，1）之间 我们将x = -1投射到屏幕的左边，y = ...

Event System方法1：两个文件 EventManager EventManager 用法 使用interface IEventListener注册事件，卸载事件 注册具体方法使用AddEventListener,卸载使用RemoveEventListener 如果需要传多个参数，需要适当更新文件具体代码 综述 一件事情会有可能会有许多反馈，每当我们要检测一个事件，首先注册这个事件，不断+=添加方法（反馈）,这些都在start(awake)之类中进行，等到游戏结束再取消订阅。 包含一个static EventManager instance;单一实例并用于外部访问成员数据和方法 包含一个interface IEventInfo用于外部多态地实现方法 包含一个字典Dictionary<string,IEventInfo> actionDic 用于存储事件，可以理解成”事件池” 包含类EventInfo<T>继承自上述接口，用于添加单参数方法 包含添加、移除、触发事件 方法2：文件 EventHandler 原理与方法一是一样的，使用方法也大差不差。 ...

Chapter8 透明效果 实现透明的方法 unity中通常使用两种方式实现透明效果 1.透明度测试(alpha test),（无法实现真正的半透明） 2.透明度混合(alpha blending) 使用深度测试，可以不考虑渲染顺序，但是使用透明度混合时，需要关闭ZWrite，关闭了深度写入 虽然透明度测试不需要关闭，但是它的机制是如果透明度不满足某个阈值（通常小于），直接舍弃该片元。 为什么关闭ZWrite? 由于深度测试丢弃远处被遮挡部分，但是透明物体的机制是"可以透过并看见远处的物体"。 关闭了ZWrite，渲染顺序则成了问题。 流程 1.渲染时，会进行深度测试，如果先渲染后面的不透明b，将b写入颜色缓冲和深度缓冲；然后渲染前面的透明a,a写入颜色缓冲，会发生透明混合，显示正确。 2.如果先渲染a,进行深度测试，写入颜色缓冲，但是关闭了ZWrite，无法写入深度值，然后渲染b，写入深度值，写入颜色缓冲，b的颜色覆盖a,只能看见b。 3.半透明物体之间亦然。 Alpha Test Unity Shader解决方案为SubShader 中的Tag ...

Surface Shading渲染3d场景时，无论使用ray tracing还是rasterization，在实时还是在批处理中，着色是对视觉效果影响 最大的过程之一 本章描述基于点光源照射的不透明表面基本着色模型。 Point source illumination点光源包括position,intensity 点光源有isotropic(各向同性) the irradiance E is E = P/4PI * 1/pow(r,2) the quantity I = P/4PI,是光强(amount of light)，后者是factor 更普遍地，E = I * cos(theta) / pow(r,2),其中cos(theta) = n * l Directional illumination不同于点光源，由于方向光是由很远的点光源产生，这就导致I/(r^2)的占比很小，这里设为一个常数H E = H * cos(theta) 其中常量H被称为法向辐射（normal irradiance) Basic reflection models现在可以计算辐射度（irradi ...