软光栅渲染器

软光栅渲染器是一个使用软件模拟GPU硬件图形渲染流水线的项目，在Viual Studio 2017上，用C++语言实现了：Input Assembler、Vertex Shader、Primitive Assembler、Rasterizer、Pixel Shader、Output-Merger这样的一个图形渲染流水线。模拟经典的图形渲染流水线最基础的部分。

本项目参考自：软渲染器Soft Renderer：光栅化篇 | YangWC's Blog

项目主要的一个架构就是图形界面+渲染逻辑。图形界面简单调用了Qt来实现，主要是利用Qt的画布来实现图形显示。另外一个重要功能是渲染逻辑，放在了一个类：RenderLoop中来实现，渲染逻辑主要包含三大部分：

1. 清除后帧缓存；

2. 绘制；

   1. 读取obj模型数据，涉及到了vertex buffer和index buffer两个数据结构；

   2. 将顶点组装成三角形片元，也就是图元组装阶段；

   3. 送入顶点着色器；

      1. 执行MVP变换；模型空间、观察空间、投影空间。

         涉及到了三个矩阵：

         World：分别决定物体在空间中的位置、朝向、缩放；变换到世界空间；

         View：决定摄像机的位置，计算以摄像机为原点的物体坐标；变换到视图空间；

         Project：正交投影或者透视投影；变换到裁剪空间；

      2. Gouraud着色（若选择Gouraud着色）；

   4. 进行背面剔除；

   5. 进行几何裁剪；

   6. 执行透视除法，转化到标准设备空间，[0,1]。

   7. 进行视口变换，将图形从标准设备屏幕大小转化为真实的显示尺寸；

   8. 光栅化；

      1. Breshenham
      2. Edge-Walking

   9. 像素着色器；

      1. 纹理；
      2. Blin-Phong着色（若选择Blin-Phong着色）；

   10. 进行深度判断，输出合并阶段；

   11. 之后交换前后缓存，显示图形。

3. 交换前后帧缓存。

进行透视插值矫正的原因是：

透视投影时，物体在三维空间中等距离的点，投影到二维平面上后，有可能不再等距离。为了正确显示纹理，需要进行透视插值矫正。计算表明插值/z与插值点的位置线性相关。