从零打造渲染引擎系列01-什么是渲染引擎

从零打造渲染引擎系列01-什么是渲染引擎

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前情回顾:2021 技术新番 - 从零打造渲染引擎系列

在开始写代码之前,要先明确渲染引擎到底是什么东西,才能知道要写什么东西。

在 Google 里面搜索 🔍 渲染引擎关键字,出来的结果都是关于浏览器渲染引擎的。

浏览器渲染引擎主要是用来渲染网页内容的,比如内容排版、文字样式那些,显然这不是我想要的。

不过,一方面能看出,搜索引擎对于渲染引擎的定位更偏向于浏览器渲染了,另一方面也是我们搜索的关键字不够清晰准确。

换个方式,直接在 Github 里面搜索 renderengine 关键字,出来了大一堆项目,看来很多人都写过此类内容了。

以 Google 的 filament 项目为例,地址如下

https://github.com/google/filament

filament 是一个基于物理的实时渲染引擎,它可以运行在 Android、iOS、Windows、Linux、macOS 等系统上。

从 README 上可以看到一些例子展示如下:

在我还不是特别懂渲染引擎的时候,看到这些图片还是有点懵逼的,尤其是看过几个类似项目之后。

我本想知道渲染引擎用代码写出来之后运行起来是个什么效果,结果就来几张图片,有点 开局一张图,内容全靠编 的感觉。

后来我才知道,原来这些图就是用渲染引擎渲染出来的效果图。

图中的物体是通过加载模型导入的,然后在原始模型的基础上进行渲染,添加颜色、光照、阴影等内容,最后渲染到屏幕上,而这就是渲染引擎的工作。

看似很简单,但里面每个细节都值得考究。

如果渲染引擎渲染的一张图,你看着就和在现实中用相机拍的图片一样,根本分辨不出是现实还是模拟的,那说明这渲染引擎造诣很早,技术上已经很逼真了。

就好比上面第一张图,那几个物体的位置配合图片的背景,就像有人把东西放在地面上一样,让人傻傻分不清楚。

渲染引擎里面涉及到很多的渲染技术,参考几个 Gihtub 项目,都介绍它们实现了哪些内容,写的越多说明越流弊,比如:

  • HDR Lighting
  • Deferered Rendering
  • Depth of Field
  • Screen Spacc grass
  • Spot Lighting
  • Directional Lighting

列举一点点做个参考,里面大部分我也不会,听说过概念,后面等开始代码编写了再一一实现一下。

到这里可以尝试给渲染引擎做个简单地定义:就是 实现了 一系列渲染技术的 框架

有两个重点,一个是 实现了,一个是 框架

首先要把渲染引擎作为一个框架,有着完整的架构和生命周期,可以对外提供各项能力;其次就是实现了各项渲染能力,能力不用一次到位,先有再逐渐添加;最后把渲染引擎用到实际项目应用中,呈现出更多精彩内容。

说到这里,有人会觉得这渲染引擎和游戏引擎很类似。是的,渲染引擎更像是游戏引擎的子集,一个很重要的子集,在实现的时候都会去参考游戏引擎的架构设计、功能特点,算是摸着游戏引擎过河了。

像 Unity、Unreal、Cocos 这些游戏引擎,渲染能力都是非常重要的,乃是重中之重呀,但除此之外,游戏引擎还有其他重要功能,比如音频能力、物体系统、脚本系统、网络引擎、人工智能、场景管理等等,这些都是我们暂时用不到,等有需要的时候再来详细分析。

弄清了啥是渲染引擎,后面对要实现的功能就更清晰了,应用 + 框架 + 渲染 ,缺一不可。

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