第二章：图形渲染管线(The Graphics Rendering Pipeline)总结

概述

图形渲染管线(the pipeline)是实时计算机图形学(real-time graphics)的核心部分。在图形渲染管线中，几何图元和光照一起被处理之后，通过虚拟摄像机呈现到我们眼前。第二章聚焦整个管线的功能部分（不涉及实现），依次介绍了管线各个阶段是用来做什么的。

基础架构

• 计算机为什么选择管线的方式处理图形呢？
  答案是：效率更高。解释如下(参考了《Unity Shader入门精要》的说法)，如图：
  
  在这张图上，我们很清晰地看到，使用了流水线的工程效率是未使用流水线的工程的n倍！

  对于一条流水线而言，所用时间最长的阶段称为这条流水线的瓶颈(bottleneck)。

  衡量一条渲染管线渲染速度的指标是每秒钟帧率(FPS,frames per second)，当然，也可以用Hz来表示。

• 一条图形渲染管线架构示例图如下：
  对于其中每个阶段，在自己内部又是一条独立的管线。

  • 在应用阶段(Application Stage)，系统应用作为CPU上的软件对渲染项目作最初步的处理。凭借着CPU多核多线程的特性，所以像是碰撞检测、全局加速算法、动画系统和物理仿真等复杂计算全都交给CPU去处理，这样能大大加快渲染速度。
  • 在几何处理阶段(Geometry Processing Stage)，确定绘制的几何图元、绘制方式和绘制位置。几何处理阶段运行在GPU(Graphics Processing Unit)上
  • 光栅化阶段(Rasterization)使用上一阶段提供的几何数据，在屏幕上设置对应像素，然后将这些像素传到下一阶段。这个阶段也是在GPU上执行。
  • 像素处理阶段(Pixel Processing Stage)逐像素地确定像素颜色，进行深度测试、可见性测试、颜色混合等操作。同样地，这个阶段也是GPU执行的。
</