1.渲染流水线

什么是渲染流水线？

渲染流水线的目的：有一个三维场景出发、生成（或者说渲染） 一张二维图像。

各个工作通常由CPU和GPU共同完成

渲染流程可以分为三个阶段：应用阶段(Application Stage)、几何阶段(Geometry Stage)、光栅化阶段(Rasterizer Stage)

注意这里是概念阶段，每个概念阶段包含了子流水线阶段。它是为了给一个渲染流程进行基本的功能划分而提出来的。

应用阶段

该阶段由CPU负责实现，由开发者主导

任务：

1.准备好场景数据（摄像机的位置、视锥体、场景中包含了哪些模型、使用了哪些模型等）

2.为了提高渲染性能，做粗粒度剔除，把不可见物体剔除，不需要再交给几何阶段处理

3.设置好每个模型的渲染状态材质（漫反射颜色、高光反射颜色）、纹理，shader

这一阶段最重要的是输出渲染所需要的几何信息，即渲染图元（点、线、面等），渲染图元传递个几何阶段

几何阶段

用于处理所有和我们要绘制的几何相关的事情。如：绘制的图元是什么？怎样绘制它们？在哪里绘制它们？在GPU运行。

对每个渲染图元逐顶点，逐多边形的操作

任务：

1. 把顶点坐标变换到屏幕空间中，再交给光栅器进行处理。
2. 通过对输入的渲染图元进行多步处理后，这一阶段将输出屏幕的二维顶点坐标，每个顶点对应的深度值、着色等相关信息，传递给下一阶段

光栅化阶段

产生屏幕像素，渲染最终图像  在GPU运行

任务：

1. 决定每个渲染图元中的哪些像素应该被绘制在屏幕上。
2. 对上一个阶段得到的顶点数据（纹理坐标、顶点颜色等）进行插值，再进行像素处理

注意：以上三个流水线阶段与GPU流水线不同。这里的流水线均是概念流水线，是为了给渲染流程进行基本的功能划分而提出来的。而GPU流水线，则是硬件上真正用于实现上述概念的流水线。

CPU和GPU之间的通信

渲染流水线的起点是CPU，即应用阶段，应用阶段大致分为三个阶段：

1）把数据加载到显存中

2）设置渲染状态

3）调用Draw Call

把数据加载到显存中

所有渲染所需要的数据都需要从硬盘（HDD）中加载到系统内存（RAM）。然后网格和纹理等数据又被加载到显卡的存储空间——显存（VRAM）。因为显卡对显存的访问速度特别快，而大多数显卡对系统内存是没有直接访问权力。