開篇

??實(shí)時渲染涉及在計算機(jī)上快速地生成圖像，它是計算機(jī)圖形學(xué)中最高交互性的領(lǐng)域。一張圖像出現(xiàn)在屏幕上，觀察者會行動或反應(yīng)，這些反饋接著會影響后續(xù)要生成的圖像。這種反應(yīng)和渲染的循環(huán)發(fā)生在足夠快的速率，讓觀察者看不到單獨(dú)的圖像，而是沉浸于一個動態(tài)的過程中。
??圖像被顯示的速率是用每秒幀數(shù)（FPS）或赫茲（Hz）來衡量的。在每秒一幀的情況下，只有一點(diǎn)交互性，用戶對每個新圖像的到來會感覺很痛苦。在6FPS左右，交互性的感覺就開始增加。視頻游戲的目標(biāo)是30FPS、60FPS、72FPS或更高的幀率，在這種速率的情況下，用戶會聚焦于行動和反應(yīng)。
??影視投影儀會以24FPS顯示畫面，但是使用了一個快門系統(tǒng)，它會顯示每幀兩到四次來避免閃爍。這種刷新率（Refresh Rate）是和顯示速率分離的，而且使用赫茲（Hz）來表示。一個點(diǎn)亮每幀三次的快門有72Hz的刷新率。LCD監(jiān)視器也會從顯示速率分離刷新率。
??觀察以24FPS顯示的畫面也許是可以接受的，但是更高的速率非常重要的地方是縮短響應(yīng)時間。僅僅15毫秒的短暫延遲就可以減慢和干擾交互。例如，用于虛擬現(xiàn)實(shí)的頭戴式顯示器通常要求90FPS來最小化延遲。
??實(shí)時渲染不只是交互性。如果速度是唯一標(biāo)準(zhǔn)，那么任何能快速地響應(yīng)用戶的指令和在屏幕上繪制任何內(nèi)容的應(yīng)用程序都符合這個標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)時渲染通常意味著生成三維圖像。
??交互性和感知三維空間對于實(shí)時渲染來說是充分條件，但是第三個元素也就是圖形加速硬件已經(jīng)稱為它的定義的一部分。許多人認(rèn)為3Dfx Voodoo 1顯卡在1996年的問世是消費(fèi)級三維圖形應(yīng)用的真正開始。隨著這個市場的快速發(fā)展，每臺計算機(jī)、平板、手機(jī)現(xiàn)在都有圖形處理器。下面是兩個使用硬件加速進(jìn)行實(shí)時渲染的圖像的例子。

??圖形硬件的進(jìn)步推動了交互式計算機(jī)圖形學(xué)的領(lǐng)域研究的爆發(fā)式增長。我們將聚焦于提供那些能提高速度和改善圖像質(zhì)量的方法，同時也會了解加速算法和圖形API的特性和局限。