三维渲染程序有如下结构【转载】

布丁

一个典型的三维渲染程序有如下结构：



    外部应用模块根据渲染引擎的要求，将三维数据组织成其识别的数据结构，然后传递给渲染引擎；渲染引擎根据需要调用设备管理模块；最后由对DirectX、OpenGL等硬件API进行了封装的虚拟设备将三维图形绘制在屏幕上。

    其中渲染引擎的作用就是提供高效的显示大型场景的能力；其目的在是最小化处理过程，让GPU花费的时间和内存最小，同时还要在有限的时间范围内满足我们对图形质量的要求。为了达到这些目的，渲染引擎常常使用如下的一些技术：

l 平截体拣切，将屏幕之外的物体去掉

l 遮挡拣切，将被其他物体遮挡的物体去掉

l LOD选择，将远处的物体使用较少的三角面片来显示

l 由前至后渲染，这样就可以将需要着色的像素的数目减小到最小

    对于某一个渲染引擎来说，这些技术并不一定都需要。渲染引擎的目的是加速遍历和显示三维物体，但是对于一些包含物体并不多的小场景来说，逐个遍历和显示所有物体也是可以接受的。比如说，一个地形渲染系统就不同于二维图形系统，同时它们跟CAD建模系统也不同。所以，我们需要根据所处理的场景来选择使用哪些渲染引擎技术。

    设备管理模块维护着渲染引擎传过来的三维数据，比如网格、纹理。它是能够调用虚拟设备的唯一方式。虚拟设备是对DirectX、OpenGL等图形API的封装，一般都要求短小高效。而设备管理模块对向虚拟设备传递什么样的渲染数据是有策略的，比如说，如果两个要渲染的对象有相同的材质，那么设备管理模块就不会在渲染这两个对象之间重新设置材质数据，因为状态切换是非常消耗GPU资源的；另外，设备管理模块还能将很多小的对象合并成一个对象，从而提高GPU的效率。设备管理模块还有管理GPU资源，释放内存等功能。