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延迟渲染
资料介绍
核心概念与发展背景
延迟渲染（Deferred Rendering，简称DR）是一种计算机图形学中用于解决大量动态光源渲染问题的现代渲染架构，它的核心思想是将几何处理与光照计算分离开，通过延迟光照计算阶段来避免传统正向渲染中对被遮挡像素的无效光照计算，以此提升包含大量动态光源场景的渲染性能。
在传统的**正向渲染（Forward Rendering）**架构中，渲染管线会按照物体顺序依次处理每个几何图元，对每个片元都要遍历所有光源进行光照计算，最终输出颜色到帧缓存。这种模式下，如果场景中包含几十上百个动态光源，每个可见像素都需要计算所有光源的贡献，哪怕这个像素最终会被前景物体遮挡，计算也已经完成，产生了大量无效运算；同时超量的光照计算还会导致片元着色器负载过高，渲染帧率急剧下降。
为解决这一痛点，延迟渲染的概念最早在1988年由Michael Deering提出，在2000年后随着GPU可编程管线和多核并行计算能力的提升逐渐成为主流，目前已经广泛应用于3A游戏、实时影视预渲染、VR/AR实时渲染等对动态光源需求极高的领域，衍生出了延迟光照（Deferred Lighting）、分块延迟渲染（Tiled Deferred Rendering）、簇延迟渲染（Clustered Deferred Rendering）等多种优化分支。
核心实现原理
延迟渲染将整个渲染流程分为两个核心阶段：几何处理阶段（G-Buffer生成）和光照计算阶段（着色输出），部分现代方案还会增加第三个后续处理阶段。
第一阶段：生成G缓冲（Geometry Buffer）
几何处理阶段的目标是将场景中所有可见像素的几何属性存储到一组离屏帧缓存，也就是G缓冲中，不会进行任何光照计算。对于每个像素，G缓冲通常会存储以下属性：
· 深度值：用于像素可见性判定、后续的坐标重构建
· 世界空间/相机空间下的法向量：用于光照方向计算
· 漫反射反照率（Albedo）：物体本身的基础颜色
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