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教程：
线性代数基础：https://www.bilibili.com/video/BV1ib411t7YR?p=1
GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪：https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744
GAMES202-高质量实时渲染-闫令琪：https://www.bilibili.com/video/BV1YK4y1T7yY
华中科技大学-计算机图形学-万琳：https://www.bilibili.com/video/BV1Zj411f7S3?p=13&spm_id_from=pageDriver
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冯乐乐（Shader入门精要）http://candycat1992.github.io/
GPU渲染管线的工作过程
几何阶段
空间变换：模型空间（左手）→世界空间（左手）→观察空间（右手）
投影准备：观察空间→观察空间（投影变换）→观察空间（裁剪空间）
经过以上变换，此时物体处在裁剪空间，
★下图需要注意，每个教材的解释略有不同，下图直接就齐次除法变成规范化的了
实际上这里只是为真正是投影（齐次除法）做准备，此时裁剪面依然是梯形四棱锥形态
目的：
1.为后面真正投影做准备，赋予W特殊意义。
2.对X，Y，Z缩放，W作为范围值，便于裁剪。
裁剪空间之前，W=0表示矢量方向，W=1表示点，投影变换之后，W的意义改变了，如下
投影变换对X,Y,Z分量进行缩放，W分量变成-z，如X,Y,Z在W范围内[-w，w]，说明该顶点在裁剪空间内
Unity下，观察空间为右手坐标系，列矩阵右乘，投影变换后Z分量范围为[-w,w]
DirectX,投影变换后Z为[0,w]
进入裁剪空间后，右手坐标系，转为左手坐标系，离摄像机越远Z值越大
屏幕映射：规范化的观察空间（裁剪）→屏幕空间（真正的投影）
齐次除法=透视除法=归一化的设备坐标NDC（OpenGL）=W分量除以X,Y,Z分量
裁剪空间→NDC（经过齐次除法后，变换到一个立方体内）
立方体X,Y,Z分量的范围是[1，-1]（OpenGL）
DirectX中Z分量是[0,1]
Unity=OpenGL
Unity中屏幕空间左下角是[0,0]，右上角是[pixelWidth，pixelHeight]
由于当前的X,Y都是[1，-1]，所以屏幕映射就是一个缩放的过程
此时Z分量经过齐次除法，也就是除W，得到的数值直接存进了深度缓冲区，这步是自动的，当然也可手动
W分量的意义主要是充当分母来得到NDC
以上就是从模型空间变换到屏幕坐标的过程
光栅化阶段
下面说下关于屏幕坐标的问题
视口空间坐标公式如下
上面公式的思想就是，首先对裁剪空间下的坐标进行齐次除法，得到范围在[ − 1, 1] 的 NDC，然后再将其映射到范围在[ 0, 1] 的视口空间下的坐标。
ComputScreenPos 用法
Unity中先在顶点着色器里将其映射到范围[ 0, W] ，然后再片段着色器中自己手动齐次除法变为[ 0, 1] 。
z和w值就是裁剪空间下的值。
详情请看ComputScreenPos ，其定义位于UnityCG.cginc中
更新：2022/8/8
CPU部分：
Unity内置管线 Build-in
调用Render()→
剔除：视锥剔除、遮挡剔除、层级剔除→
渲染顺序：按距离、渲染队列→
打包数据、参数，调用Shader：SetPassCall（渲染状态，剔除，混合模式等），DrawCall（模型数据）→
（顶点坐标，法线，UV，切线，顶点色，索引列表）
（世界变换矩阵，视角VP矩阵，fov）
（shader，材质参数，灯光信息）
GPU部分：（顶点处理→图元装配及光栅化→片元处理→输出合并→Framebuffer）
Shader处理（GPU渲染管线）→
帧缓冲区→
后处理→
再次Shader处理（GPU渲染管线）→
最终结果显示到屏幕
顶点Shader：（MVP）
模型空间→（Model Matrix）→世界空间→（View Space）→相机空间→（Projection Matrix）→裁剪空间
经过投影矩阵变换（将三维物体投影到2D平面上）
硬件操作阶段（图元装配及光栅化阶段）：
裁剪空间→（裁剪操作）→
（透视除法）→NDC标准化设备坐标（Z值保留，就是光栅化后片元 深度值）→背面剔除
（视口转换，将-1，1转换到比如1920*1080的屏幕区间）→屏幕坐标→
图元装配（将点连线成面）→光栅化（填充颜色像素）→片元
片元数据（color，depth）→Alpha测试→模板测试StencilTest→深度测试DepthTest→混合Blending→帧缓冲区（colorbuffer，depthbuffer，stencilbuffer）
什么视Early-Z？
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版权声明：本文为CSDN博主「白筱风」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/whitebreeze/article/details/118688150
在以下几种情况中，Ealry-Z会不生效
开启Alpha Test 或 clip/discard 等手动丢弃片元操作
手动修改GPU插值得到的深度
开启Alpha Blend
关闭深度测试Depth Test
注：前两点情况原理类似，由于手动进行了片元的丢弃，会导致深度测试筛选出的片元也可能会被舍弃；第三点是由于开启了Alpha Blend一般会关闭深度写入，所以也不会生效；第四点关闭深度测试自然不会生效
有大量OverDraw的场景中使用Z-prepass可以很好的减小消耗
如渲染头发：
第一个pass用于生成Z Buffer:开启透明度测试仅通过不透明的测试，并关闭背面剔除，开启深度写入，关闭颜色缓冲区写入，只返回透明度值
之后的3个PASS与之前类似：第一个是渲染不透明物体，并剔除背面，设置深度测试为等于，关闭深度写入
第二个渲染背面，剔除正面，并关闭深度写入，深度测试为小于
第三个渲染正面，剔除背面，并开启深度写入，深度测试同上
DepthPrePass示范：
Pass {
Tags{"LightMode"="DepthPrePass"}
ZWrite On
ColorMask 0
Cull Off
HLSLPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"
struct Attributes
{
float4 vertex : POSITION;
float4 texcoord : TEXCOORD0;
float4 color : COLOR;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
};
struct Varyings
{
float4 pos : SV_POSITION;
float2 uv:TEXCOORD0;
UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID
UNITY_VERTEX_OUTPUT_STEREO
};
Varyings vert (Attributes input)
{
Varyings output = (Varyings)0;
float3 worldPos = WaveVertex(input.vertex, input.texcoord.xy, input.color, _WaveSpeed, _GrassWaveIntensity);
output.pos = TransformWorldToHClip(worldPos);
output.uv = TRANSFORM_TEX(input.texcoord.xy, _MainTex);
return output;
}
float4 frag (Varyings input) : SV_Target
{
float4 albedo = SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex, sampler_MainTex, input.uv)*_Color;
float4 col = albedo * _Color;
clip(col.a - _Cutoff);
return 0;
}
ENDHLSL
}
常用数学知识
Sin：对边比斜边
Cos：邻边比斜边
Tan：对边比临边。
