渲染流水线与局部光照模型的局限

消费级图形系统（视频游戏、家用计算机）普遍采用一条固定流水线来生成图像：先确定摄像机能看到的视体范围、丢弃视体外的物体，再对剩余物体做裁剪（去掉超出视体的部分），然后把面片上的点和最终图像的像素位置对应起来（扫描转换），处理多个面片重叠时该显示哪个（隐藏面消除），最后计算每个可见点的颜色（着色）。这条流水线速度极快、已经被直接固化进图形硬件（GPU），但有一个根本局限——它只实现局部光照模型：渲染每个物体时，都当它是场景里唯一的物体，完全不考虑物体之间的相互影响，因此天然无法产生阴影、镜面反射这类需要”知道其他物体在哪”的效果，除非另外用取巧手段（比如把阴影伪装成一个贴在地面上的黑色扁平物体）去模拟。发散：渲染流水线的速度优势和它的局限是同一个设计决策的两面——正因为放弃了”物体之间互相影响”这个复杂度更高的问题，才换来了可以被固化成专用硬件电路、每秒处理数百万个面片的极致速度，这提醒我们性能优化经常意味着主动砍掉某个维度的正确性，而不是找到一个免费的更快算法。