Unity 與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

從GPU講到游戲引擎再到游戲


1.GPU/硬件原理


GPU(圖形處理器)硬件原理:(個(gè)人理解)高效的繪制圖形 ,顯卡的中央處理器

GPU上大量的計(jì)算單元進(jìn)行搞數(shù)據(jù)密度的運(yùn)算盗舰,這些計(jì)算單元分為兩種??

1.ALU (算數(shù)邏輯單元 就是用來(lái)運(yùn)算的)??? 相對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)他的數(shù)量非常大

2.Cache(高速緩存)? 緩存靜態(tài)內(nèi)存晶府,靜態(tài)意思是寫(xiě)入內(nèi)存后,除非重新寫(xiě)入新數(shù)據(jù)钻趋,否則數(shù)據(jù)不變

由于CPU的速度比內(nèi)存和硬盤(pán)的速度要快得多川陆,所以在存取數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)使CPU等待,影響計(jì)算機(jī)的速度蛮位。SRAM(靜態(tài)內(nèi)存)的存取速度比其它內(nèi)存和硬盤(pán)都要较沪,所以它被用作電腦的高速緩存(Cache)。

視頻理解GPU:http://v.youku.com/v_show/id_XNjY3MTY4NjAw.html


2.硬件流程

第一步 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換

硬盤(pán)(信息與指令)——>CPU調(diào)度到內(nèi)存中轉(zhuǎn)——>最后存到顯存中

第二步 進(jìn)入渲染預(yù)備狀態(tài)



顯存中有幾種不同的儲(chǔ)存區(qū)域失仁,用于儲(chǔ)存不同階段需要的數(shù)據(jù)尸曼。

1、頂點(diǎn)緩沖區(qū):用于儲(chǔ)存從內(nèi)存中傳遞過(guò)來(lái)的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)萄焦。

2控轿、索引緩沖區(qū):用于儲(chǔ)存每個(gè)頂點(diǎn)的索引值,我們可以根據(jù)索引來(lái)使用相應(yīng)的頂點(diǎn)

3拂封、紋理緩沖區(qū):用于儲(chǔ)存從內(nèi)存中傳遞過(guò)來(lái)的紋理數(shù)據(jù)

4茬射、深度緩沖區(qū):用于存儲(chǔ)每個(gè)像素的深度信息

5、模板緩沖區(qū):用于存儲(chǔ)像素的模板值冒签,且模板緩沖區(qū)域深度緩沖區(qū)公用一片內(nèi)存在抛。

6、顏色緩沖區(qū):用于儲(chǔ)存像素的顏色數(shù)據(jù)


3.軟件流程

第一步:圖形信息加載到顯存中備用

不管是三維模型 還是二維UI都以相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(個(gè)人理解:點(diǎn)和索引信息镣衡,圖結(jié)構(gòu)霜定?)

點(diǎn)信息索引信息(框架)都被加載進(jìn)了 顯存 中備用,而模型不光有框架而已 包括顏色廊鸥,貼圖 等信息 也被加載到顯存



第二步 ——頂點(diǎn)著色器望浩,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

1. 模型空間坐標(biāo)系:Model Space

??????????? 模型中心為原點(diǎn),所有的模型頂點(diǎn)坐標(biāo)都已原點(diǎn)為基準(zhǔn)

2. 世界空間坐標(biāo)系:World Space

????????????整個(gè)游戲場(chǎng)景中的參考坐標(biāo)系惰说,是一個(gè)固定不變的坐標(biāo)系磨德,

所有的模型的坐標(biāo)都可以在世界坐標(biāo)系中表示,模型在世界坐標(biāo)系中可以執(zhí)行位移變換吆视,旋轉(zhuǎn)變換典挑,縮放變換等操作。

3. 視角空間:View Space

這個(gè)坐標(biāo)是以照相機(jī)為基準(zhǔn)的啦吧,以照相機(jī)位置為原點(diǎn)您觉,照相機(jī)朝向z軸正方向,右邊為x軸正方向授滓,上邊為y軸正方向琳水。之所以設(shè)置這個(gè)坐標(biāo)系肆糕,主要是為了主便接下來(lái)的投影及裁剪操作。如果直接在世界空間下進(jìn)行在孝,由于照相機(jī)位置诚啃、朝向靈活多變,計(jì)算將會(huì)十分復(fù)雜私沮。有了視角空間始赎,一切計(jì)算以原點(diǎn)為基準(zhǔn),會(huì)大大方便計(jì)算仔燕。

4. 投影造垛、裁剪空間:Projection Clip Space

這個(gè)空間即世界空間的物體被投影到相應(yīng)的投影面上之后,繼而進(jìn)行裁剪操作所在的空間晰搀。




總結(jié)

總結(jié)這個(gè)工作過(guò)程一個(gè)工廠中

shader property中的 材質(zhì) 紋理 顏色 光照 是工廠中的原材料

硬件本身就是工人

shader就像是一副裝配圖紙告訴工人以怎樣的方式組織原材料


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