Lesson 6: 理解计算机图形学

原文地址：
http://www.directxtutorial.com/Lesson.aspx?lessonid=11-4-1

The CPU Directs the GPU

大意为：CPU驱动GPU绘制图形显示在监视器上。

The CPU and GPU Have Separate Memory

DirectX图形基础设施（DXGI）示意图：

简单说下，Win32应用程序可以使用Direct3D完成与硬件（显卡）的交互。不仅如此，Direct3D可以通过硬件抽象层（HAL）通过图形设备驱动程序接口访问图形硬件，从而可以充分地发挥显卡的潜在功能，绘制出高性能高质量的精美图形来。

交换链：

为了让画面能够平滑的过渡，DXGI使用了交换链的方法：
交换链由两个或者两个以上的表面组成，而每个表面都是存储着2D图形的一个线性数组，其中每个元素都表示着屏幕上的一个像素。
前台缓冲区和后台缓冲区是位于系统内存或显存里的内存块，对应于将要显示的二维显示区域。前台缓冲区是显示在显示屏上的，后台缓冲区主要用于图形绘制的准备工作，准备好之后，就可以和前台缓冲区进行一个交换动作。
页面翻转，是指向前台缓冲区和后台缓冲区表面内存的指针在进行着调换动作，也就是说是经过交换表面内存的指针来实现的，而不是通过复制表面的内容实现的。

当然，为了得到更好地效果，我们甚至可以使用三缓冲：

渲染流水线：
渲染流水线是产生3D图形的处理过程，就像流水作业线一样，一步接着一步，它的各个步骤都是在GPU上执行的。

1.The Input-Assembler Stage：
这个阶段从显存中获取你想要渲染的3D模型信息，然后编译这些信息为渲染做准备。

2.The Rasterizer Stage：
这个阶段决定了后台缓冲区的图形需要绘制成什么样的，确切的说哪个像素需要绘制以及它们的颜色是什么。

3.The Output-Merger Stage：
流水线的最后一个阶段，将每个独立的模型整合成一张图片然后把它放在后台缓冲区中。

3D坐标系系统：

3D几何学：
三角形作为最简单的多边形，是构建物体模型的基本单元。
为了能够使用大量的三角形组成三角形网格来描述物体，首先需要定义好三角形的顶点，3个顶点确定一个三角形，而顶点除了定义每个顶点的坐标位置以外，还含有颜色等其他属性。

图中三角形由这三个顶点构成：
x = 0, y = 5, z = 1
x = 5, y = -5, z = 1
x = -5, y = -5, z = 1

然而，要给每个三角形都定义它们的3D坐标系，那太枯燥了。而我们不需要这么做，下节课将会学习创建一个表来存放顶点的信息。

基本体：
1.Point Lists点列

A Point List (6 Primitives)

2.Line Lists线列

A Line List (3 Primitives)

3.Line Strips线带

A Line Strip (5 Primitives)

4.Triangle Lists三角形列

A Triangle List (2 Primitives)

5.Triangle Strips三角形带

A Triangle Strip (4 Primitives)

A Primitive Quirk基本体绘制习惯：
顺时针绘制基本体。

Primitive Only Visible When Drawn Clockwise