PurePool

一个基于现代 OpenGL 的实时渲染项目，聚焦水体渲染、多 Pass 管线与物理一致的光照模型 🌊
项目涵盖水面反射 / 折射、PBR 材质、IBL 环境光照与阴影映射，面向图形学实践与课程项目场景。

动态效果展示:

display.mp4

✨ 核心亮点

🌊 水体渲染（Water Rendering）

• 多 Pass 反射 / 折射管线
  基于 FBO 的多 Pass 渲染流程，分别生成水面反射与折射结果，并在最终 Pass 中进行视角相关混合。
• Fresnel 菲涅尔效应
  使用 Schlick 近似，根据观察角度动态调节反射与折射权重。
• DUDV 扰动与动态波动
  通过 DUDV 贴图与时间参数模拟水面流动与扰动。
• 基于深度的水体吸收
  从折射 Pass 的深度纹理估计水体厚度，并采用 Beer–Lambert 定律模拟深水变暗。

🎨 物理基础渲染（PBR）

• Cook–Torrance BRDF（GGX）
  采用金属度 / 粗糙度工作流，实现符合能量守恒的表面反射模型。
• 法线贴图与 TBN 空间
  在世界空间中构建 TBN 矩阵，支持非一致缩放下的正确法线扰动。
• 多光源模型
  支持方向光、点光与聚光灯，并统一纳入 PBR 光照计算。

🌅 IBL 环境光照

• HDR → Cubemap 转换
  在 GPU 上将经纬度 HDR 环境贴图转换为立方体贴图。
• Irradiance / Prefilter / BRDF LUT 预计算
  完整实现基于 IBL 的漫反射与高光反射支持。
• 与直接光照协同
  IBL 提供环境能量分布，直接光照提供局部高频细节。

🌑 阴影映射

• 方向光 Shadow Map
  基于正交投影的深度贴图生成实时阴影。
• PCF 软阴影
  通过多重采样平滑阴影边缘。
• 自适应光空间范围
  根据场景 AABB 自动调整阴影覆盖范围。

🧱 工程与架构

• glTF 2.0 资产管线
  统一加载网格、材质、纹理、相机与灯光数据。
• 模块化渲染结构
  渲染、光照、阴影、水面等功能解耦实现。
• 跨平台支持
  macOS / Windows / Linux（OpenGL 4.1+）。

🚀 快速开始

# 克隆项目
git clone --recurse-submodules https://github.com/Yanyilucas/PurePool.git
cd PurePool

# 构建（推荐 out-of-source）
mkdir -p build && cd build
cmake .. && cmake --build .

# 运行
./PurePool

⚠️ 说明：当前资源路径基于相对路径 ../ 解析，默认建议在 build/ 目录中运行程序。

🛠️ 技术栈

组件	版本	用途
C++	17+	核心语言
OpenGL	4.1+	图形渲染API
CMake	3.10+	构建系统
GLFW	3.3+	窗口管理
GLM	-	数学库
tinygltf	-	3D模型加载
stb_image	-	纹理加载

📂 项目架构

PurePool/
├── code/                  # 源代码
│   ├── Inc/               # 头文件
│   ├── Src/               # 实现文件
│   └── Shaders/           # GLSL着色器
├── resources/             # 资源文件
│   ├── blender/           # 3D模型
│   ├── water/             # 水面贴图
│   ├── hdr/               # HDR环境光照贴图
│   └── skybox/            # 天空盒
└── external/              # 第三方库

🚧 未来计划

• 渲染调试与可视化工具
• 更高质量的水体效果探索
• 实验性光线追踪或混合渲染

📄 开源协议

MIT License - 自由使用，无需署名

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PurePool 是一个面向实时图形学实践的 OpenGL 项目，适合作为课程设计、渲染实验或水体效果研究的基础工程 🎓