前言
我個人對三維渲染領域的開發有著濃厚的興趣，盡管并未在相關行業工作過，我的了解還很片面。去年，在與群友聊天時，他們推薦了一本《Unity Shader入門精要》，說適合像我這樣想自學的新人，于是我打開了通往新世界的大門。這本書涵蓋了很多基礎的渲染知識，如光照、陰影、各種風格的渲染等等。對于有興趣的同學，可以在京東讀書中在線閱讀，無需購買紙質版。 在學習過程中，我發現使用Unity Shader編寫著色器非常方便，它很好地封裝了渲染概念中的Pipeline、Pass等要點。因此，我萌生了一個想法：是否可以模仿Unity Shader來開發一款屬于自己的渲染器呢？

必備的技術點 （不分先后）

• 線性代數 - 在編寫Shader時，了解線性代數是至關重要的，因為許多內置函數與線性代數相關，幫助你理解代碼含義。
• 圖形學基礎 - 了解圖形學基礎也是必要的，即使只對圖形庫的作用和渲染流程有基本了解。
• 圖形庫API - 掌握圖形庫API是開發渲染器的核心，可以根據個人偏好選擇適合自己的API，如OpenGL、Vulkan、DirectX等。
• 編程基礎 - 編程基礎也是必備技能。

這些知識結合起來，可以幫助你更好地開發自己的渲染器。

項目搭建和所需依賴

• Silk.NET.OpenGL - OpenGL 的 C# 包裝器。
• Silk.NET.Shaderc、Silk.NET.Shaderc.Native - 用于以 SPIR-V 方式編譯 GLSL。注意，OpenGL 4.6 支持 SPV Shader。
• Silk.NET.Windowing、Silk.NET.Input - 對 glfw、sdl 窗口進行包裝，包含控制器輸入（鼠標、鍵盤等）。
• StbImageSharp - 用于解析圖片。
• Silk.NET.Assimp - 用于解析三維模型。
• Silk.NET.Maths - 一個完善的數學庫。
• Hexa.NET.ImGui、Hexa.NET.ImGuizmo - ImGui 的 C# 包裝器。

項目架構

• TrContext.cs - 統一管理使用的 GL 和 GL 擴展的上下文。
• TrShader.cs - 用于加載 Shader，支持 SPV 二進制文件和 Shader 字符串。
• TrRenderPipeline.cs - 管理一條管線中的 Shader，并維護管線狀態，如混合狀態、重采樣、深度測試、模板測試等。
• TrRenderPass.cs - 管理多條管線和切換管線。
• TrTexture.cs - 管理紋理和采樣器屬性。
• TrFrame.cs - 創建并維護一個 Frame，支持多重采樣。
• TrScene.cs - 內置一個 Frame 的 ImGui 窗口，用于綁定渲染。
• TrBuffer.cs - 使用 OpenGL 創建并維護內存，可設置內存優先級。
• TrTransform.cs - 簡易的矩陣變換類，支持平移、縮放、旋轉。
• TrCamera.cs - 相機類。
• TrMesh.cs - 管理網格體的頂點數據和索引數據。
• TrMaterial.cs - 渲染器的核心，管理著渲染管線和材質屬性，負責進行網格的渲染。

項目中，所有材質和 Shader 按照書中的章節進行了分組管理。

項目預覽

• 初始界面

• 窗體菜單

• 場景模型拾取和 Transform

• 漫反射場景

•  各類紋理渲染

• Shadertoy 網站的 shader 渲染，我抄了幾個 Shadertoy BETA

項目地址

qian-o/Triangle: OpenGL 實戰項目。 (github.com)