Текстурирование и окрашивание

Для повышения реализма на поверхности часто накладываются так называемые «текстуры». Таким образом, создается ощущение дополнительной проработки изображения. Графические процессоры хранят текстуры в высокоскоростной памяти. При проведении расчетов процессор обращается к этой области памяти для уточнения окончательного цвета пикселов.

На практике графическому процессору может потребоваться попиксельный доступ к различным текстурам для получения более точного визуального представления; в частности, такая потребность возникает, если текстуры оказываются больше или меньше фактического разрешения экрана. Поскольку характер обращений к памяти текстур обычно является регулярным (соседним пикселам, как правило, требуется информация о фрагментах текстур, расположенных в непосредственной близости друг от друга), задержки, возникающие при операциях чтения из памяти, удается компенсировать за счет оптимизации устройства буфера.

В большинстве сцен одни объекты оказываются загорожены другими. Если бы каждый пиксел просто записывался в память дисплея, на переднем плане появлялись бы треугольники, рассчитанные последними. В результате при выводе на экран каждого очередного представления необходимо сортировать все треугольники, от заднего до переднего плана, для правильной обработки скрытых поверхностей. Это дорогостоящая операция, выполнить которую удается не для любых сцен.

Все современные графические процессоры имеют буфер глубины — область памяти, в которой хранится информация о расстоянии от каждого пиксела до зрителя. Перед выводом на дисплей графический процессор сравнивает расстояние от зрителя до текущего пиксела с расстоянием до того пиксела, который уже отображен на экране. Текущий пиксел выводится на экран только в том случае, если он расположен ближе к зрителю [2].

На рисунке 2 ниже изображен упрощенный пример работы графического конвейера.

Процесс начинается с преобразования и окрашивания поступающих на вход вершин. Затем, из вершин собирается линия и треугольник. Затем примитивы растеризируются, заполняясь фрагментами. И в самом конце происходит интерполяция данных вершин, использованная для текстурирования и окрашивания.