寫在前面#
本專欄內容均為學堂在線慕課《3D 遊戲引擎架構設計基礎》中的內容。個人將其轉化成文字和圖片的版本（個人更加喜歡文字版本的教程，閱讀速度更快很多），方便查閱。
原課程鏈接：3D 遊戲引擎架構設計基礎。
場景渲染#
渲染概述與剔除方法#
渲染的定義：將三維矢量描述的場景轉換到二維像素描述的場景的處理過程，是整個遊戲引擎功能模塊是最重要的內容。
相關的概念描述包括：
為了提升渲染的效率，可以採用不可見物體剔除，包括：
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根據攝像機位置，剔除視見體外的物體（可以通過包圍體）
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判斷視見體中物體的遮擋關係，剔除被遮擋的物體（可以通過包圍體）
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剔除可見物體的背面
真實感渲染中，包括以下內容的計算和融合得到渲染結果。
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光照，指根據場景定義的燈光、材質等屬性，用圖形庫支持光照模型渲染場景。其中光照模型包括：局部光照模型，全局光照模型，光照繪製算法等，光照計算通過光源、三角形面片的頂點法向量和材質等屬性計算。光源是不可渲染的，只是作為計算真實感場景的屬性，本身不被渲染。
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紋理：紋理映射是增加場景網格模型真實感表現效果的方法。紋理是由像素表示的，是以貼圖映射的形式與網格模型關聯起來，其紋理涂是一種資源文件。如.jpg,.tga,.bmp,.png,.tif 等，可以與光照、陰影、特效等產生混合效果。紋理映射方法包括：多重紋理、凹凸紋理、光澤紋理、投影紋理、環境紋理等。
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陰影，可以產生場景深度和立體效果。陰影區域就是，在視點位置看是可見區域，但在光源位置看是不可見區域，示意圖如下：
其中軟陰影的概念為：如果是面光源照射物體，則影子區域呈現為軟陰影，即陰影由全陰影區和半陰影區組成，示意圖如下：
- 視覺特效，可以產生動態光影效果，一般用布告板或粒子系統等實現。
渲染實現的重要部分：GPU 和著色器編程：
其對於遊戲引擎的要求：
- LOD
LOD（Level of Detail）是指渲染時，使用較少的細節表示較小的、較遠的或不太重要的場景物體。實現方法包括：離散 LOD（靜態 LOD），連續 LOD（動態 LOD）和視點依賴 LOD 等。
場景渲染實例#
OGRE 場景渲染#
OGRE 主渲染循環：
OGRE 主渲染時序圖：
OGRE SceneManager 類的渲染操作：
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**SceneManager::_renderScene(Camera camera, Viewport vp, bool includeOverlays)
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SceneManager::_renderVisibleObjects(void)
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SceneManager::renderVisibleObjectsDefaultSequence(void)
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*SceneManager::_renderQueueGroupObjects(RenderQueueGroup pGroup, QueuedRenderableCollection::OrganisationMode om)
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*SceneManager::renderBasicQueueGroupObjects(RenderQueueGroup pGroup, QueuedRenderableCollection::OrganisationMode om)
加粗樣式
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SceneManager::renderObjects(...);
QueuedRenderableCollection::acceptVisitorGrouped(...)
QueuedRenderableCollection::acceptVisitor(...);
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**SceneManager::SceneMgrRenderableVistor::VISIT(Pass p, Renderable r);
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SceneManager::renderSignleObject(...)
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SceneManager::_issueRenderOp(...)
GLRenderSystem::_render (RenderOperation &op)// 使用 OpenGL 渲染
以上 Step 總結：
Panda3D 場景渲染#
Panda3D 渲染過程：
Panda3D 渲染核心類和類關係：
下面是幾種 Panda3D 場景渲染的核心類詳細描述：
Panda3D 渲染管理：
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應用程序啟動渲染；
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對於視見體，剔除不可見物體，建立渲染隊列和狀態，並排序；
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執行渲染，獲得一幀渲染結果
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應用程序更新場景，循環開始下一幀渲染，轉 2.
Panda3D 主渲染流程：
其中的幾個子過程如下：
- 異步任務驅動渲染的流程：
- 多線程渲染：
- 剔除操作
- 渲染操作
