渲染管线概述

本指南旨在帮助新加入的FCT库开发者理解不同渲染管线的基本概念和区别。通过掌握这些知识，您将能够更好地修改和扩展FCT库中的管线类层次结构。

什么是渲染管线？

渲染管线是将3D模型数据转换为屏幕上像素的过程。不同的渲染管线提供不同的处理方式和效果。

渲染管线分类

详细分类说明

1. 光栅化渲染

光栅化渲染是将3D场景转换为2D图像的传统方法。它通过将3D几何体投影到2D屏幕空间，然后填充像素来工作。

1.1 传统光栅化管线

工作原理：

• 顶点处理 → 图元装配 → 光栅化 → 片段处理 → 输出合并

管线阶段：

特点：

• ✅ 成熟稳定，硬件支持广泛
• ✅ 开发工具完善，学习资源丰富
• ✅ 性能可预测，调试相对简单
• ❌ 几何处理能力有限
• ❌ 难以处理复杂的几何变换

适用场景：

• 游戏开发（特别是移动游戏）
• 实时应用
• 初学者学习
• 需要广泛硬件兼容性的项目

详细了解：

• 顶点着色器详解 - 深入了解顶点处理阶段

1.2 MeshShader管线

工作原理：

• 任务着色器 → 网格着色器 → 光栅化 → 片段处理 → 输出合并

管线阶段：

特点：

• ✅ 更灵活的几何处理能力
• ✅ 支持程序化几何生成
• ✅ 更好的GPU利用率
• ✅ 支持可变速率着色
• ❌ 硬件要求较高（需要现代GPU）
• ❌ 学习曲线陡峭
• ❌ 调试工具相对较少

适用场景：

• 复杂场景渲染
• 程序化内容生成
• 高端游戏和应用
• 需要动态几何的场景

2. 光线追踪渲染管线

工作原理： 光线追踪通过模拟光线在场景中的传播来生成图像，提供物理准确的光照效果。

管线阶段：

特点：

• ✅ 物理准确的光照
• ✅ 真实的反射和折射
• ✅ 自然的阴影效果
• ✅ 全局光照支持
• ❌ 计算成本极高
• ❌ 硬件要求苛刻
• ❌ 实时应用受限

适用场景：

• 电影和动画制作
• 建筑可视化
• 产品渲染
• 高质量离线渲染

性能对比

管线类型	渲染速度	硬件要求	开发难度	视觉质量
传统光栅化	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐	⭐⭐	⭐⭐⭐
MeshShader	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
光线追踪	⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐