Shader 入门笔记(二) CPU和GPU之间的通信,渲染流水线

渲染流水线

1)应用阶段(CPU处理)

　　首先，准备好场景数据（摄像机位置，视锥体，模型和光源等）

接着，做粗粒度剔除工作。

最后，设置好每个模型的渲染状态（使用的材质，纹理，shader等）

这一阶段最重要的是渲染所需要的几何信息，即渲染土元，渲染图元可以是点，线，三角面等。

a.把数据加载到显存中

　　b.设置渲染状态,通俗说这些状态定义了场景中的网格是怎样被渲染的。

　　c.调用DrawCall，一个命令，CPU通知GPU。（这个命令仅仅会指向一个需要被渲染的图元列表，并不会包含材质信息，因为在上一阶段已经完成）

2）几何阶段（GPU处理）

　　主要用于处理所有和我们绘制的几何相关的事情。几何阶段负责和每个渲染图元打交道，进行逐顶点，逐多边形的操作。

几何结算的一个重要任务就是把顶点坐标转换到屏幕空间中，再交给光栅器进行处理。

总结：输入的渲染图元->屏幕空间的二维顶点坐标，每个顶点对应深度，着色等信息。

3）光栅化阶段（GPU处理）

将会使用上一个阶段传递来的数据来产生屏幕上的像素，并渲染出最终的图像。

主要任务是决定每个渲染图元中的哪些像素应该被绘制在屏幕上。

渲染流水线的起点是CPU，即应用阶段。

　

CPU流水线　　GPU从CPU那里得到渲染命令后，就会进行一系列流水线操作，最终把图元渲染到屏幕上。

　　　几何阶段：

　　　　　　　　顶点着色器/曲面细分着色器/几何着色器

　　　　　　　　裁剪（Clipping）：将不在视野范围内的顶点裁减掉,这阶段可配置的，但是不可编程。

　　　　　　　　屏幕映射：负责把每个图元的坐标转换到屏幕坐标系中。 该阶段不可配置，编程。

　　   光栅化阶段：

　　　　　　　　三角形设置：计算光栅化一个三角形网格锁需要的信息。 不可编程，不可配置。

　　　　　　　　三角形遍历：会检查每个像素是否被一个三角形锁覆盖。如果被覆盖，就会生成一个片元（fragment）。而这样一个找到哪些被三角形网格覆盖的过程就是三角形遍历。不可编程，不可配置。

　　　　　　　　片元着色器：可编程着色器。在DirectX中，片元着色器被称为像素着色器。

　　　　　　　　逐片元操作：最后一步。在DieectX中，称为输出合并阶段。

渲染流水线的最终目：渲染成为一张2D纹理，就是我们看到的屏幕。

输入是：摄像机，光源，shader，纹理等。