渲染管道光栅阶段四“片元着色器”

Posted 2022-04-17 thefist11

1. 片段着色器(Fragment Shader)/像素着色器（Pixel Shader）

DirextX称为像素着色器（Pixel Shader）

用来决定屏幕上像素的最终颜色。为每个片元计算颜色，包括光照计算以及阴影处理等高级效果。如何计算由开发者配置，比如通过三角形重心坐标插值计算颜色值，计算阴影，或者直接用纹理覆盖。

可编程，可选。

• 片元经过一系列的测试（深度测试，透明度测试等）才有可能被选上而转变为像素，这也是将之称为预备像素的原因。如果一个片元被选定作为一个像素，经过一系列的变换，最终将转变为包含RGBA值的屏幕像素。

• 片段着色器仅处理单个片元，也就是即便时相邻也不能互相影响，这与GPU的多线程、少控制结构的架构高度吻合。

1.1 常见技术

• 纹理贴图

贴图就好比给一个光秃秃的模型粘上一层图像，让其栩栩如生。包括法线贴图、凹凸贴图、纹理贴图(texturing)。

纹理采样，我们通常会在顶点着色器阶段输出每个顶点的纹理坐标，然后在前面两个阶段进行插值计算每个像素的纹理坐标。

• 光照技术

除了贴图，还需要考虑灯光对颜色的影响，许多光照计算都是在这个阶段完成的。经验理论如Lambert、Phong、Blinn-Phong，到后来的辐射度量学、渲染方程、双向反射分布方程（BXDF）、PBR。

• 其他信息
  包括了法线贴图、高度图、糙度图等等。