Co je to šablona vzorníku?

V programování počítačové grafiky je vyrovnávací paměť šablony oblast paměti, kterou lze kreslit a používat ve vztahu k jiným grafickým bufferům k dosažení různých efektů nebo k maskování oblastí scény, takže nebudou zpracovány ani vykresleny. Vyrovnávací paměť je vyrovnávací paměť na pixel podobná černobílému obrazu, ve kterém každé umístění v vyrovnávací paměti může obsahovat hodnotu, která je nejčastěji 1 bajt, nejvýše však 1 bit. Vyrovnávací paměť byla původně navržena tak, aby fungovala jako pravá nebo falešná maska, podobně jako vzorník reálného světa, takže oblasti scény mohly být zakryty nebo ignorovány nastavením hodnot různých oblastí vyrovnávací paměti vzorníku na jinou hodnotu než nula. Pro vyrovnávací paměť existuje několik použití mimo jednoduché maskování, včetně nakreslení stínového svazku, implementace halo kolem objektů nebo lokalizace oblastí, kde se objekty vzájemně překrývají. V mnoha případech je vyrovnávací paměť udržována v grafické paměti na grafické kartě, takže k ní lze během vykreslování rychle přistupovat.

Koncept bufferu šablony byl původně způsob, jak vytvořit dvourozměrnou (2D) masku, která by se dala aplikovat na trojrozměrnou (3D) scénu, když se vrcholky pohybovaly grafickým potrubím. Pokud se umístění 3D vrcholu, jakmile bylo rastrováno, vztahovalo k oblasti vyrovnávací paměti šablony, která nebyla nastavena na nulu, pak by tento vrchol mohl být ignorován a zbytek jeho zpracování potrubí přeskočen. To umožnilo programátorům způsob, jak vykreslit pouze malé části scény nebo vykreslit obraz do nepravidelně tvarovaného výřezu, jako je odraz v malém zrcadle v rámci větší scény, kde je tvar zrcadla nakreslen jako šablona v vyrovnávací paměti a potom je odrazem nakreslen tento tvar.

Obavy z paměti vedly k tomu, že původní podoba vzorníkové vyrovnávací paměti byla mřížkou jednobitových hodnot, v nichž každý pixel v vyrovnávací paměti mohl být pouze pravdivý nebo nepravdivý. Jak se grafické karty vyvíjely, většina vyrovnávacích pamětí dokázala udržet plnou bytovou hodnotu v každém umístění pixelu, což umožnilo programátorům mít v daném místě složitější hodnoty. To může umožnit použití vyrovnávací paměti k detekci oblastí, kde se objekty překrývají, což lze provést zvýšením hodnoty vyrovnávací paměti v místě, pokud objekt při rastrování zabírá tento pixel na obrazovce. Po této operaci se hodnota každého umístění pixelu ve vyrovnávací paměti bude rovnat počtu objektů, které procházejí tímto pixelem na obrazovce.

Jedním z nejpopulárnějších způsobů použití šablon šablony je vytváření stínů svazků. To lze provést tak, že nejprve vykreslíte scénu s velmi slabým osvětlením, takže se zdá, že je vše zastíněné. Dále se provádějí výpočty, aby se určilo umístění všech polygonových povrchů ve scéně, které jsou osvětleny světelným zdrojem, a tyto tvary se přenesou do vyrovnávací paměti šablony. Scéna se vykreslí znovu, jako by byl každý objekt zcela osvětlen a je prolínán přes tvary šablony na scénu ve stínu, čímž se efektivně vytvoří obrázek, který vypadá, že obsahuje objekty se stíny.