冯乐乐之一 图形学基础 Shader入门精要

什么是渲染流水线

渲染三大阶段

1.应用阶段：输出图元；2.几何阶段：输出屏幕空间的顶点信息3.光栅化阶段：绘制像素。

五大空间：

模型（局部）空间:建模软件决定的原点

世界空间：scene中的原点，

观察（相机）空间：相机为原点的空间，

裁剪空间：FOV，nearclip，FarClip构成的空间

屏幕空间：二维平面空间，注意左上角还是左下角是原点。

应用阶段

CPU主导，开发者可以完全控制，开发者三个任务1准备场景数据2粗粒度提出3设置渲染状态

重要目标：输出的几何数据，即渲染图元（rendering primitive），不是本书重点，进入下一步几何阶段。

几何阶段

GPU完成，处理渲染图元进行逐个顶点，逐个多边形操作，这里细分成多个流水线，本书重点。

重要任务：顶点转换到屏幕空间，输出二维顶点坐标，深度，着色信息。进入光栅化阶段。

光栅化阶段

GPU完成，处理二维顶点像素，绘制屏幕像素。这里细分成多个流水线，本书重点。

 

CPUGPU通信：应用阶段

应用阶段的三步骤：1数据加载显存2设置渲染状态3调用DrawCall（重点）

渲染数据物理移动路径：硬盘HDD->内存RAM->显存VRAWM。

设置渲染状态包括：指定顶点着色器，片元着色器，光源属性，混合属性，材质贴图1等。

DrawCall是完成上述工作之后，CPU通知GPU进行渲染的指令。DC会指向本次渲染的图元列表。

 

GPU流水线两大阶段：几何阶段，光栅化阶段。

几何阶段：顶点着色器，曲面细分着色器，几何着色器，裁剪，屏幕映射

光栅化阶段：三角形设置，三角形遍历，片元着色器，逐个片元操作。（粗体为可编程的）

 

顶点着色器：顶点空间变化，顶点着色等。

曲面细分着色器：可选项，可以细分图元

几何着色器：可选项，可以逐个图元操作，或者产生更多图元

裁剪：剔除摄像机视野外面的三角面。

屏幕映射：不可编程，将图元的空间坐标转换到屏幕坐标。

三角形设置，三角形遍历：固定函数控制不可编程。

片元着色器：可编程，逐个片元Fragment着色。

逐片元操作：不可编程但是可配置，逐个片元Fragment处理，如修改颜色，深度缓冲，混合等。<