《Real-Time Rendering》第一章 介绍

开篇

  实时渲染涉及在计算机上快速地生成图像，它是计算机图形学中最高交互性的领域。一张图像出现在屏幕上，观察者会行动或反应，这些反馈接着会影响后续要生成的图像。这种反应和渲染的循环发生在足够快的速率，让观察者看不到单独的图像，而是沉浸于一个动态的过程中。
  图像被显示的速率是用每秒帧数（FPS）或赫兹（Hz）来衡量的。在每秒一帧的情况下，只有一点交互性，用户对每个新图像的到来会感觉很痛苦。在6FPS左右，交互性的感觉就开始增加。视频游戏的目标是30FPS、60FPS、72FPS或更高的帧率，在这种速率的情况下，用户会聚焦于行动和反应。
  影视投影仪会以24FPS显示画面，但是使用了一个快门系统，它会显示每帧两到四次来避免闪烁。这种刷新率（Refresh Rate）是和显示速率分离的，而且使用赫兹（Hz）来表示。一个点亮每帧三次的快门有72Hz的刷新率。LCD监视器也会从显示速率分离刷新率。
  观察以24FPS显示的画面也许是可以接受的，但是更高的速率非常重要的地方是缩短响应时间。仅仅15毫秒的短暂延迟就可以减慢和干扰交互。例如，用于虚拟现实的头戴式显示器通常要求90FPS来最小化延迟。
  实时渲染不只是交互性。如果速度是唯一标准，那么任何能快速地响应用户的指令和在屏幕上绘制任何内容的应用程序都符合这个标准。实时渲染通常意味着生成三维图像。
  交互性和感知三维空间对于实时渲染来说是充分条件，但是第三个元素也就是图形加速硬件已经称为它的定义的一部分。许多人认为3Dfx Voodoo 1显卡在1996年的问世是消费级三维图形应用的真正开始。随着这个市场的快速发展，每台计算机、平板、手机现在都有图形处理器。下面是两个使用硬件加速进行实时渲染的图像的例子。

  图形硬件的进步推动了交互式计算机图形学的领域研究的爆发式增长。我们将聚焦于提供那些能提高速度和改善图像质量的方法，同时也会了解加速算法和图形API的特性和局限。

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