TGFX渲染引擎的壮丽旅程：携手PAG，点亮图形世界的未来

2023-10-14 04:08:26

TGFX渲染引擎：数字世界的瑰丽画笔

顶点着色器：几何体的雕刻家

TGFX渲染引擎的顶点着色器犹如一位巧夺天工的雕刻家，赋予几何体生命和形态。它以精确的数学运算，变换顶点的位置、缩放其大小，甚至扭曲其形状。通过顶点着色器，开发者得以勾勒出千变万化的三维世界，从巍峨的山峰到栩栩如生的角色。

代码示例：

struct Vertex
{
    float3 position;
    float3 normal;
    float2 uv;
};

Vertex VS(Vertex input)
{
    Vertex output;

    // 旋转顶点
    output.position = mul(input.position, rotateMatrix);

    // 变换法线
    output.normal = mul(input.normal, rotateMatrix);

    // 设置纹理坐标
    output.uv = input.uv;

    return output;
}

光栅化：像素的编织者

光栅化是TGFX渲染引擎的魔法师，将离散的顶点编织成连续的图像片段。它将三角形细分成一个个像素，为每个像素分配颜色、深度和其他属性。这一过程是渲染管线的核心，决定了图像的逼真度和细节程度。

代码示例：

void RasterizeTriangle(Vertex v0, Vertex v1, Vertex v2)
{
    // 计算三角形的边界
    int xmin = min(min(v0.x, v1.x), v2.x);
    int xmax = max(max(v0.x, v1.x), v2.x);
    int ymin = min(min(v0.y, v1.y), v2.y);
    int ymax = max(max(v0.y, v1.y), v2.y);

    // 遍历三角形内的像素
    for (int y = ymin; y <= ymax; y++)
    {
        for (int x = xmin; x <= xmax; x++)
        {
            // 计算像素在三角形内的插值权重
            float alpha = Barycentric(x, y, v0, v1, v2);
            float beta = Barycentric(x, y, v1, v2, v0);
            float gamma = Barycentric(x, y, v2, v0, v1);

            // 插值像素属性
            Pixel pixel;
            pixel.color = alpha * v0.color + beta * v1.color + gamma * v2.color;
            pixel.depth = alpha * v0.depth + beta * v1.depth + gamma * v2.depth;

            // 设置像素
            SetPixel(x, y, pixel);
        }
    }
}

像素着色器：色彩与纹理的调色师

像素着色器是TGFX渲染引擎的调色板，为每个像素赋予生命和细节。它操作像素的颜色、纹理、光照和阴影，让图像变得生动逼真。通过像素着色器，开发者可以创造出各种视觉效果，从真实感十足的阴影到令人惊叹的光影交错。

代码示例：

struct Pixel
{
    float4 color;
    float depth;
};

Pixel PS(Pixel input)
{
    Pixel output;

    // 计算光照
    output.color = input.color * lightColor * NdotL;

    // 应用纹理
    output.color = output.color * texture(diffuseMap, input.uv);

    // 计算阴影
    if (input.depth > shadowMap.depth)
    {
        output.color = output.color * shadowMap.color;
    }

    return output;
}