裁剪是個(gè)很大的概念，裁剪包括了視錐體裁剪（應(yīng)用程序階段）、視口裁剪（圖元裝配——幾何階段的最后一步）、背面剔除（光柵化階段）、遮擋剔除（光柵化階段）。

1.視錐體裁剪

視錐裁剪算法是在應(yīng)用程序階段執(zhí)行的。虛擬攝像機(jī)制定了場(chǎng)景對(duì)觀察者可見的部分，即我們將依據(jù)哪部分3D場(chǎng)景來創(chuàng)建2D圖像。

2. 視口裁剪

幾何階段處理結(jié)束后，送到光柵化階段的是一堆三角形面片，所以中幾何階段中需要對(duì)頂點(diǎn)進(jìn)行圖元裝配。所謂的圖元裝配，即根據(jù)頂點(diǎn)原始的連接關(guān)系，還原出模型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格由頂點(diǎn)和索引組成，在之前的流水線中是對(duì)頂點(diǎn)的處理，而在這階段是根據(jù)索引將頂點(diǎn)連接中一起，組成線、面單元。然后對(duì)超出視口外的三角形進(jìn)行裁剪（視口裁剪）。

3.背面剔除（光柵化階段）

渲染的對(duì)象都是三角面，有相機(jī)，就是有正面和反面。正面可以被看見，反面看不見，就需要渲染，就叫背面剔除。

4.遮擋裁剪

在cry引擎中的遮擋算法，使用的是軟件光柵化，大致流程就是，在編輯器中放置一些正交的長(zhǎng)方體作為遮擋體，在渲染時(shí)，每幀都在CPU上面光柵化這些遮擋體（當(dāng)然是在分辨率比較小的渲染目標(biāo)上進(jìn)行），然后對(duì)遠(yuǎn)處物體進(jìn)行查詢。

現(xiàn)代GPU中運(yùn)用了Early-Z的技術(shù)，在Vertex階段和Fragment階段之間（光柵化之后，fragment之前）進(jìn)行一次深度測(cè)試，如果深度測(cè)試失敗，就不必進(jìn)行fragment階段的計(jì)算了，因此在性能上會(huì)有很大的提升。但是最終的ZTest仍然需要進(jìn)行，以保證最終的遮擋關(guān)系結(jié)果正確。

二、遮擋剔除的方法

1. 傳統(tǒng)的PVS光線投射子劃分

將場(chǎng)景內(nèi)相交的多邊形進(jìn)行切割，保證場(chǎng)景內(nèi)的三角形沒有相交（如bsp），將屏幕分成8x8的像素網(wǎng)格，做8x8條從視點(diǎn)開始的射線出去即可，這樣做能保證比較高效。然后對(duì)光線進(jìn)行碰撞檢測(cè)看光線落到哪個(gè)多邊形上。如果相鄰射線沒有落在同一個(gè)三角形上，那么以這兩條射線的中點(diǎn)再做出一條新的射線出去，直到相鄰射線落在相同的三角形上或者同一個(gè)像素上。這樣相交多邊形中圍繞每束光線的多邊形基本都能被繪制了。性能很好但存在一定誤差，兩束光線中間極小的多邊形可能被錯(cuò)過。

2. 光柵化線段遮擋法

不同于光柵化z，光柵化z計(jì)算量大些，這只是將待渲染多邊形光柵化為有左右兩個(gè)端點(diǎn)的水平掃描線，然后與同一行的掃描線進(jìn)行比較和切割，只保留最靠近攝像機(jī)的線段，如果待繪制線段在該像素行比較下來全部被其它更靠近攝像機(jī)的線段覆蓋了，則該行不可見，三角形所有行不可見則該包圍體不可見。光柵化z適合gpu，這個(gè)方法更適合cpu，特別適合分辨率很高而多邊形數(shù)量不算太高的時(shí)候，優(yōu)化方法是x軸均勻分為8個(gè)區(qū)間，這樣可以迅速的定位。

3. 八叉樹簡(jiǎn)易PVS

說道簡(jiǎn)易版本的 PVS，其實(shí)就是八叉樹了，這是很多3D引擎的偷懶版本實(shí)現(xiàn)：八叉樹組織空間，下面接 BSP, Portal，地形四叉樹lod，先判斷頂層包圍盒在不在視錐，不再就直接退出了，再的話，遞歸八個(gè)子節(jié)點(diǎn)的包圍盒再不再視錐，不再就直接剔除，再的話再在該節(jié)點(diǎn)遞歸下去

Untiiy5中的遮擋剔除使用的是Umbra的解決方案，Umbra也在虛幻3和虛幻4中作為插件來使用。

三、討論的兩個(gè)問答題

1.在Unity中遮擋剔除在渲染過程中，處于哪個(gè)階段？

遮擋剔除一般在光柵化階段進(jìn)行。

關(guān)于遮擋剔除，開始的時(shí)候覺得應(yīng)該在應(yīng)用階段進(jìn)行，只需要一個(gè)八叉樹的搜素，但是這個(gè)需要相機(jī)來判斷，其實(shí)相機(jī)作為為虛擬相機(jī)，只需要給對(duì)象做標(biāo)記即可。

在官方文檔中說，遮擋剔除是需要在場(chǎng)景中建立一個(gè)虛擬相機(jī)，來判斷是否可見。準(zhǔn)備好后，unity確保只有可見的對(duì)象送去渲染 。

unity中的遮擋裁剪以Cell作為基礎(chǔ)單元，每個(gè)cell對(duì)應(yīng)一個(gè)二叉樹。unity中使用了兩顆樹，一棵對(duì)應(yīng)靜態(tài)對(duì)象，一棵對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)對(duì)象。

需要注意的是，對(duì)象若太大，對(duì)遮擋剔除來說，意義不大，太小構(gòu)建時(shí)間太長(zhǎng)，頂點(diǎn)數(shù)也多，造成過多的drawCall，總之，注意平衡！沒有放之四海而皆準(zhǔn)的方法。

2.裁剪，相機(jī)（視錐體）的裁剪和背面剔除，這個(gè)是分別在不同階段。

視錐裁剪一般在應(yīng)用程序階段進(jìn)行, 這個(gè)沒有問題。而背面裁剪剔除一般在光柵化階段進(jìn)行。

背面剔除在光柵化階段進(jìn)行，在Vertex Shader 之后，在Fragment Shader片元著色器之前。