用500行纯C++实现软件渲染

# 主页 - 用代码玩耍 来源：https://haqr.eu/tinyrenderer/ ## 500行纯C++实现的软件渲染器 在这个系列文章中，我旨在通过从零编写一个简化版的着色器，展示OpenGL、Vulkan、Metal和DirectX的工作原理。令人惊讶的是，许多人在学习3D图形API的第一步就遇到了困难。为了帮助解决这个问题，我准备了一系列简短的讲座，经过这些讲座后，我的学生已经能够制作出功能相当强大的渲染器。 任务如下：不使用任何第三方库（特别是图形相关的库），我们将生成一张类似这样的图片： *警告：这是一份教学材料，大致遵循现代3D图形库的结构。这是一个**软件渲染器**。**我无意展示如何编写GPU应用程序——我想展示它们是如何工作的。**我坚信理解这一点对于编写使用3D库的高效应用程序至关重要。* ## 起点 最终代码大约有500行。我的学生通常需要10到20小时的编程时间才能开始制作这样的渲染器。输入是一个由三角形网格和纹理构成的3D模型。输出是一张渲染图像。没有图形界面，程序只是生成一张图片。 为了尽量减少外部依赖，我给我的学生提供了一个用于处理TGA (http://en.wikipedia.org/wiki/Truevision_TGA)文件的类——这是支持RGB、RGBA和灰度图像的最简单格式之一。这是我们图像处理的基础。一开始，唯一可用的功能（除了加载和保存图像）就是设置单个像素的颜色。 没有内置的函数用于绘制线段或三角形——我们将手动实现所有这些功能。虽然我提供了自己的源代码（与我的学生一起编写），但我不建议直接使用它，因为自己做这些工作对于理解概念至关重要。完整代码可在github (https://github.com/ssloy/tinyrenderer)上找到，而我提供给学生的初始源代码可以在这里 (https://github.com/ssloy/tinyrenderer/tree/706b2dfecff65daeb93de568ee2c2bd87f277860)找到。看，这是起点： main.cpp`` #include "tgaimage.h" constexpr TGAColor white = {255, 255, 255, 255}; // 注意，BGRA顺序 constexpr TGAColor green = { 0, 255, 0, 255}; constexpr TGAColor red = { 0, 0, 255, 255}; constexpr TGAColor blue = {255, 128, 64, 255}; constexpr TGAColor yellow = { 0, 200, 255, 255}; int main(int argc, char** argv) { constexpr int width = 64; constexpr int height = 64; TGAImage framebuffer(width, height, TGAImage::RGB); int ax = 7, ay = 3; int bx = 12, by = 37; int cx = 62, cy = 53; framebuffer.set(ax, ay, white); framebuffer.set(bx, by, white); framebuffer.set(cx, cy, white); framebuffer.write_tga_file("framebuffer.tga"); return 0; } `` 它生成了64x64的图像`framebuffer.tga`，这里我为了更好的可读性将其放大： ## 编译 `` git clone https://github.com/ssloy/tinyrenderer.git && cd tinyrenderer && cmake -Bbuild && cmake --build build -j && build/tinyrenderer obj/diablo3_pose/diablo3_pose.obj obj/floor.obj `` 渲染后的图像保存在`framebuffer.tga`中。## 预告：使用该渲染器制作的一些示例 ---