OpenGL-ES 学习(12) ---- GPU 系统结构

图形流水线

一个图形应用是以流水线的方式运行，如下图所示：

CPU 负责向 GPU 提交 Render Operation，包括设置管线状态，准备渲染数据，提交绘制命令(也就是draw call)
GPU 负责对渲染数据进行计算，对于不同的 Render pass，可以以流水线的方式并行执行
OpenGL-ES 的渲染管线流程如下图所示：

顶点着色器：顶点着色器的输出称为可变变量(Varying)，顶点着色器还可以实现矩阵变换位置、计算照明公式来生成逐顶点颜色，生成或者变换纹理坐标等基于顶点的操作

图元装配：图元是指三角形，线段，或者点等几何对象，图元的每个顶点被发送到顶点着色器的不同拷贝，在图元装配期间，这些顶点被装配成图元；每个图元，还需要确认图元是否位于视锥体内，如果没有完全位于，就需要进行裁剪，或者直接剔除，裁剪和剔除之后，顶点位置就被转换为屏幕坐标，传递给管线的下一阶段进行光栅化

光栅化：光栅化是将一组图元转换为一组二维片段的过程，输出屏幕坐标，颜色，纹理坐标等然后，这些片段由片段着色器处理，这些二维片段代表着可以在屏幕上绘制的像素

片段着色器：片段着色器输出一个颜色值

渲染流程如下:

• 首先图形应用输入顶点的值，再将这些顶点构成成基本图元(三角形)
• 三角形的每个顶点经过 VertexShader 处理，被变换到 Clip space中，然后再做透视投影被投影到 View space 中，
• 经过视锥裁剪被背面剔除之后，剩下的三角形都被 Tiler 处理，得到每个 Tiler 上的 polygon list(polygon:多边形),
• 然后就是光栅化(Rasterzation)、early-Z、FPK、FragmentShader、z test、blend 等一系列流程，执行完成之后就可以得到一个有用的 pixel，并且被写入 FrameBuffer

GPU内部构成

Job Manager

• CPU 提交的绘制命令，会首先由 JobManager 进一步拆分，将 VertexShader 和 FragmentShader 分别提交到 Non-FragmentSlot 和FragmentSlot 这两个队列中(Vulkan 中有直接获取队列的操作)，绘制命令中也有可能包含 Compute Shader，同样