实现个简单的固定渲染管线软渲染器不算复杂，差不多700行代码就可以搞定了。之所以很多人用 D3D用的很熟，写软渲染却坑坑洼洼，主要是现在大部分讲图形的书，讲到透视投影时就是分析一下透视变换矩阵如何生成，顶点如何计算就跳到其他讲模型或者光照的部分了。
因为今天基本上是直接用 D3D 或者 OGL，真正光栅化的部分不了解也不影响使用，所以大部分教材都直接跳过了一大段，摄像机坐标系如何转换？三角形如何生成？CVV边缘如何检测？四维坐标如何裁剪？边缘及步长如何计算？扫描线该如何绘制？透视纹理映射具体代码该怎么写？framebuffer zbuffer 到底该怎么用？z-test 到底是该 test z 还是 w 还是 1/z 还是 1/w ？这些都没讲。
早年培训学生时候，我花两天时间写的一个 DEMO，今天拿出来重新调整注释一下，性能和功能当然比不过高大上的软件渲染器。但一般来讲，工程类项目代码不容易阅读，太多边界情况和太多细节优化容易让初学者迷失，这个 mini3d 的项目不做任何优化，主要目的就是为了突出主干：
源代码：skywind3000/mini3d · GitHub
可执行：http://www.skywind.me/mw/images/c/c8/Mini3d.7z
操作方式：左右键旋转，前后键前进后退，空格键切换模式，ESC退出。
特性介绍：
- 单个文件：源代码只有一个 mini3d.c，单个文件实现所有内容，阅读容易。
- 独立编译：没有任何第三方库依赖，没有复杂的工程目录。
- 模型标准：标准 D3D 坐标模型，左手系 + WORLD/VIEW/PROJECTION 三矩阵
- 实现裁剪：简单 CVV 裁剪
- 纹理支持：最大支持 1024 x 1024 的纹理
- 深度缓存：使用深度缓存判断图像前后
- 边缘计算：精确的多边形边缘覆盖计算
- 透视贴图：透视纹理映射以及透视色彩填充
- 实现精简：渲染部分只有 700行， 模块清晰，主干突出。
- 详细注释：主要代码详细注释
截图效果
颜色填充
透视纹理映射
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来自知乎问题：http://www.zhihu.com/question/31133351
游戏中的惯用做法叫：调色盘色彩旋转
1. 调色盘里能变色的颜色总是固定几个位置
2. 让需要变色的位置的 RGB转换成 HSV，然后旋转 H分量旋转一定角度
3. 重新将 HSV转换为 RGB保存回调色盘
在 HSV 色彩空间中，旋转 H 分量
主要是旋转 H分量，S/V分量也可以微调，但是变色是以旋转 H为主。题主两张图片的八神，除了调色盘前面几个皮肤颜色不参与变色外，后面的衣服整体都参与了色彩旋转：
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有人问如何还原被透视纹理？给你一张照片，还原照片上四个点所组成的平面的纹理该怎么做？我们可以从数学上推导一下，为了和三维图形的透视纹理映射对照，我们称照片上四个点在照片上的位置为“屏幕坐标”，那么可以发现：
空间中，三维坐标（x,y,z）和纹理坐标（u, v）承线性关系。根据该问题描述，可以理解为已知四个点的屏幕投影坐标（xi,yi），和对应纹理坐标（u，v），求整个纹理坐标系到屏幕坐标系的反向映射过程，即根据（u,v）求解（xi，yi）。
1. 按照纹理隐射的原理，同平面纹理坐标与空间坐标存在线性关系，设 a1-a12为常数，有：
a1 * x + a2 * y + a3 * z + a4 = u ... 线性关系
a5 * x + a6 * y + a7 * z + a8 = v ... 线性关系
a9 * x + a10 * y + a11 * z + a12 = 0 ... 平面方程
2. 求解上面的方程组，可以得到类似下面的关系，其中b1-b9为常数：
x = b1 * u + b2 * v + b3
y = b4 * u + b5 * v + b6
z = b7 * u + b8 * v + b9
常数 b1-b9如果展开，就是9个关于a1-a12的等式，太长了，这里不展开，有兴趣可以自己求解。
3. 屏幕上投影坐标一般是：
x
xi = D1 * --- + C1
z
x
yi = D2 * --- + C2
z
因为同样一个透视投影矩阵下，能隐射成屏幕上同样形状纹理的平面，在空间中存在无穷多个，而且还存在不同透视投影矩阵下，同样屏幕投影的平面存在更多无穷多个。这里我们不用去求解每个平面，直接设置 D1 = D2 = 1 且 C1 = C2 = 0 有：
x
xi = ---
z
x
yi = ---
z
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主要有四种方法：
1. wupixel：wu xiaolin提出的最早的绘制直线和圆的平滑方法，优点是简单快速，缺点是只有一个方向的像素偏移被考虑了，效果普通，而且只能绘制1个像素宽度的直线，超过一个像素后，两个端点就会非常不自然。
2. supersampling：解析度扩大数倍绘制，四个或者多个像素合并平滑成一个像素，优点是效果好，缺点是计算量大，多用于显卡加速，cpu基本没发做，显卡负担也大：
当然小范围的ss可以用来改进界面字体效果，如windows字体长宽扩大两倍绘制后再平滑down sample成小尺寸，四个像素点均匀合并成一个像素点，会好看很多。
3. 覆盖面积计算：通过计算多边形覆盖了矩形点阵面积的百分比来计算 Alpha，多用于软件渲染，字体绘制，如高质量图形库如AGG，采用直接子像素的绘制方式来避免supersampling的性能浪费，并达到更好效果。缺点是过于复杂不如supersampling 那样简单直接，不容易的用gpu实现。
比如我五年前做的一个玩具图形库：skywind3000/pixellib · GitHub
就是用覆盖面积计算方式来平滑边缘。
4. clear type：采用子像素并考虑lcd的rgb分布，利用lcd上rgb的排列规则模拟更高的解析度，缺点是过分依赖lcd排列，以及主要是x方向的抗锯齿：
编辑于 2015-04-26
如何在质量下降不大的情况下降低一倍的占用？如何让臃肿的美术资源压缩再压缩？
JPEG->WDP/WEBP
大部分项目都陆续废掉了JPEG，而最好的代替品是微软的HD Photo，wdp格式，在PSNR差不多的情况下，wdp能比JPEG小一倍多。
（wdp的encoder/decoder不好找的话，我这里有一份微软的库）
观察下面的演示图片不要缩放PDF，用100%显示才看得清楚差别
JPEG 16.18 KB，可以看出脸部方块已经很严重，头发等高频部分已经看不清楚，帽子和墙面质量损失严重，而下面这张WDP文件（HDPHOTO，XnView可以转换）只有13.85KB大小，质量却比JPEG好很多。（通常情况下峰值信噪比差不多的话，WDP能够小一倍）：
压缩比从强到弱依次是：WDP>WEBP>JPEG2000>JPEG。因此换用WDP格式能缩小不少资源。
PNG->WEBP
非界面元素，仅仅是为了使用ARGB32的资源，可以用webp的带alpha有损格式代替，能节省不少。
实时纹理压缩
PS Vita里面已经大范围用到了实时纹理压缩方法，DXT格式存储纹理仅仅是为了方便显卡，但是它的地压缩率却害苦了硬盘。废除DXT格式，用wdp格式或者webp格式有损保存图片（不要用JPEG了，JPEG太差）。运行时动态载入并且动态生成dxt格式再载入显卡。如此在质量微弱损失的情况下，可以至少获得4-5倍的空间节省。
PS Vita使用的动态生成dxt的库叫：
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图像：64种不同的像素格式，色彩空间变换，多种图形图像变换。
质量：支持3种级别抗锯齿效果，高质量几何图形绘制。
实现：轻量级纯软件实现，100% C代码（仅700KB代码）。
优化：SSE2/MMX优化
地址：https://github.com/skywind3000/pixellib
1. 图像变换：
支持仿射变换和透视变换，提供大量图像变换操作接口。
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因为希望将图片转换成字符以后可以方便的帖到论坛或者BBS上，所以画时间写了这个算法。现有很多算法都是将一个点匹配成一个字符，这样转换工作只是简单的将点亮度查表后换成ASCII字符而已，但是其实这样做的效果并不十分好，首先80×25的字符屏幕就只能表示80×25个点，无法充分发挥单个字符的字形特点，而且图片很多精度和细节都丢失了。比如下面这个连接：
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