游戏 图形方面 面试题

图形学渲染流程(管线)说一下

答:  传统的前向渲染管线流程是这样的 顶点和索引到顶点着色器，这里主要是对顶点进行变换，然后是光栅化，这里将剔除视锥体之外的元素，光栅化后三角形内的像素将进入到片元着色器（像素着色器），经过深度测试（模板测试）后写入到Target缓冲区内。 其实还有计算shader,用于曲面细分的三个shader,几何shader,RayTrace shader等，不展开了。

BDRF函数

答：BRDF函数是射出光线的辐照度和摄入光线辐射率的比值，在现代引擎中BRDF一般使用Cook-Torrance 的公式，定义为F菲涅尔(F0,NV)  G(L,N,V) 几何函数 D(N,H,Roughness) 法线分布函数(H为L,V的半角向量) 除以4*(NL)*(NV)

IBL基本原理

答：

在PBR渲染公式中,我们不仅仅算直接光源，也要考虑来自环境的间接光源，因此把来自环境光的信息储存在cubeMap中供计算，这就是IBL，基于图形的光照，在这种情况下需要对光照方程进行分割，分为环境光和镜面光两部分，为了提高速度一般都会把这些卷积的结果存储在贴图里面，对于漫反射，存不同法线下的卷积结果，对于高光需要先分拆为 预滤波环境贴图和预计算BRDF,这里有一个N=V=R的假设，基于重要性采样，可以把第二项看为参数为NWi和Roughness参数的二维函数，就可以预计算贴图，从而实现快速运算。

全局光照算法

答:不好说。 光照探针进行混合？球谐函数？PBR? VXGI?

阴影贴图的原理和流程

答：阴影贴图是以光源为视点，通过深度缓冲获取一张深度贴图，然后在渲染过程中，将点通过矩阵转换到光源的投影空间，通过比较深度大小，确定是否处于阴影当中。阴影贴图可以使用32位来存储 。

透明物体渲染？交叉叠加怎么办？

先排序，后叠加，可以从后往前渲染，也可以从前往后渲染。

八叉树空间划分，场景里物体会动怎么办？

答：八叉树是四叉树在三维空间的变种，它将场景分为八个子空间，即每个节点有八个子节点，八叉树可以用于加速视锥体裁剪，加速射线检测，加速碰撞检测，加速范围内物体检测。

场景物体运动的话，可以先把物体从节点中移除并插入到新的节点当中，为了加速，可以先检测是否新的节点还位于父节点中，从而减少开销。

除了视锥体裁剪还有什么裁剪方式

答:视锥体裁剪  视口裁剪 可见性剔除 场景剔除 背面剔除 遮挡剔除

渲染管线详细流程

答：Vertex Shader -> 光栅化,裁剪->Pixel Shader->深度测试->Buffer

MVP矩阵的含义 为什么发现变换要乘model的逆矩阵的转置矩阵

答 ：M->model 矩阵 点位于局部坐标，通过model矩阵变换到世界坐标

        V->view矩阵 将点从原点变换到以视点为基点的坐标

        P->projection矩阵 将三维坐标投影到二维坐标 NDC空间当中

       Model变换会导致法线变换后不与面垂直，需要model逆变换转置。

什么是early-z 什么情况下会失效

在vertex shader和fragment shader之间做的一次深度测试 如果不通过的话就舍弃 通过的话还需要最后的ztest 失效情况 通过测试后依然有可能被别的vertext遮挡 需要在fragment完成后在屏幕空间在做一次ztest测试。

阴影反走样的depth-bias 和pcf原理

答：由于贴图分辨率的问题，会出现条纹现象，可以加一个偏移(比如0.05)来修正,

同时考虑到这样生成的阴影会过影，没有过渡，而实际的阴影一般是软阴影有着过渡，可以使用pcf方法，采样附近的深度值平均一下来确定阴影。

Phong（冯氏）和blinn-Phong光照模型

答：冯氏光照模型是第一个被广泛应用的光照模型，它把光分为环境光，漫反射光和高光，环境光为常量，漫反射光取决于入射光和法线的点积，高光取决于出射光和视线的夹角，但这样有一个坏处那就是视角有时会和入射光在同一方向，这时候高光就会抛弃，形成一个不平滑过渡，Blinn-Phong改进了这一点，把高光改成入射光线和视角的半角向量和法线的点积。

法线贴图TBN矩阵的推导过程，为什么要有切线空间