# SoftRender

**Repository Path**: mo-si/SoftRender

## Basic Information

- **Project Name**: SoftRender
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-01-23
- **Last Updated**: 2022-03-02

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 软渲染器代码理解

Render1.h文件，整体可以分为4个部分：数学库，工具函数，位图类，渲染类。

数学库主要就是支持各种向量运算和矩阵运算。工具函数就是一些矩阵转换，颜色值的转换等。

主要的还是位图类（Bitmap）和渲染类（RenderHelp）。

### Bitmap

主要的功能就是加载位图文件和生成位图文件。加载位图原理就是依据位图的格式，首先读取对应的头部，得知该位图的信息，然后依据这些信息来读取接下来的图片内容信息，也就是每一个像素对应的颜色值。位图的生成就是就是逆过程。这一部分就是文件的读写操作，知道对应的格式，照着做就可以了。

这个类中还有一些比较重要的函数：光栅化一条线（DrawLine），纹理采样的时候双线性插值。

DrawLine很简单，就是确定了两个顶点后，确定在这两个点之间，对应的哪些像素需要上色。

双线性插值：将uv坐标映射到对应图片的坐标，然后在这个点的四周采样4个点的颜色，在根据双线性插值的公式，按一定的权重将4个点的颜色混合起来。这里主要涉及到将浮点数转换为整数来达到加速的效果。代码里面的一系列位运算就和这个优化有关系。

### RenderHelp

该类的主要函数就是DrawPrimitive()，首先先用顶点着色器，来设置顶点的各种属性：颜色值，uv值，法线等，在将三角形的顶点经过mvp矩阵进行转换，此时三角形的顶点位于裁剪空间，接着就是对三角形进行裁剪（这里的做法是如果其中一个点超过了范围，就直接丢弃整个三角形），完成裁剪后就进行透视除法，将三角形的顶点坐标转换到NDC坐标空间，最后在将三角形的顶点坐标转换到屏幕空间，接着计算包围盒。遍历这个包围盒中的每一个像素，判断该像素是否在三角形内（通过叉乘来实现）。接着计算在三角形内每一个像素的重心坐标，通过重心坐标来进行插值。这里要注意的是，由于进行投影变换的时候不是线性变换，因此，这里不能简单的通过重心坐标来进行插值，需要进行透视矫正。在进行插值之前还需要进行深度测试，将当前像素的深度值和记录在深度缓冲上的深度值进行对比。最后就是将插值好的数据，传进像素着色器，计算出最后的颜色值。



### 感悟

上面整个光栅化过程，就是将一个模型的顶点数据映射到屏幕上，并对三角形面内的点进行插值计算。最终颜色是什么还是由shader来决定的，也就是前面的部分处理数据，最后将数据提供给shader来处理，得到最终的颜色。