<一>Cocos Shader

Cocos Shader

在现代显卡中，若要正确地绘制物体，需要书写基于顶点（Vertex）和片元（Fragment）的代码片段，这些代码片段称为 Shader。在基于 OpenGL 系列驱动的硬件设备上，Shader 支持一种名为 GLSL（OpenGL Shading Language）的着色器语言。

• 什么是显卡？
  显卡又称显示卡( Video card)，是计算机硬件的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务。主流显卡的显示芯片主要由NVIDIA（英伟达）和AMD（超威半导体 ）两大厂商制造，通常将采用NVIDIA显示芯片的显卡称为N卡，而将采用AMD显示芯片的显卡称为A卡。
  显卡的核心就是显示芯片，显示芯片( Video chipset)是显卡的主要处理单元，又称为图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)，GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并完成部分原本属于CPU的工作。
  显卡是插在主板上的扩展槽里的。
• 什么是顶点（Vertex）？
  在计算机图形学中，对象通常被表示为三角多面体，其中对象顶点不仅与三个空间坐标相关联，还与正确渲染对象所必需的其他图形信息（例如颜色，反射属性，纹理和表面法线）相关联;这些属性用于由顶点着色器（顶点管线的一部分）进行渲染。
• 什么是片元（Fragment）？
  在理解片元前需要先理解“图元”和“光栅化”的概念。
  图元由顶点和边（模型决定）组成的用于描述对象的几何要素. 如最简单的图元就是一个点。如直线段、三角形、多边形、圆、二次曲线、曲面等.
  图元是计算机图形学中的基本几何对象，它们构成了更复杂形状的基础。
  光栅化是一个比较复杂的计算过程，它会将图元（如点、线段和三角形）转换为屏幕上的二维图像，每个图像点都包含颜色、深度、纹理等数据，该点和相关信息称为一个片元.
  当几何图元（如三角形）被光栅化时，会为每个覆盖的像素位置生成一个或多个片元，也可以理解为最终形成像素的“候选人”。
  生成的每个片元都会传递给片段着色器进行处理。
  片段着色器是一种运行在 GPU 上的特殊的程序，它负责为每个片元计算最终的颜色。片段着色器可以访问片元的各种属性。
  片段着色器也是程序可编辑的部分，语言就是上面提到的GLSL。
  经过所有测试和处理后的片元最终会转换成屏幕上的像素点。
• 什么是OpenGL？
  OpenGL（Open Graphics Library）是一个跨平台的图形应用程序接口（API），主要用于生成二维和三维矢量图形。它提供了一系列的功能，允许开发者直接与图形硬件交互，从而实现高效、高质量的图形渲染。
• OpenGL 渲染管线
  现代 OpenGL 的渲染管线可以分为几个主要阶段：

1. 顶点处理：
   • 顶点着色器（Vertex Shader）：每个输入顶点都会经过这个阶段，顶点着色器可以修改顶点的位置、计算光照等。
   • 图元装配（Primitive Assembly）：将顶点组合成图元（如三角形、线段等）。• 裁剪（Clipping）：移除那些不在视锥体内的部分。
   • 屏幕映射（Screen Mapping）：将裁剪后的坐标转换为屏幕空间中的位置。
2. 光栅化：
   • 扫描转换（Scan Conversion）：将图元分解成像素网格，生成片元。
   • 属性插值（Attribute Interpolation）：对顶点属性进行插值，为每个片元计算相应的值。
3. 片段处理：
   • 片段着色器（Fragment Shader）：为每个片元计算最终的颜色。
   • 测试与混合（Testing and Blending）：执行深度测试、模板测试、Alpha 测试等，决定是否保留该片元，并将其与现有像素颜色混合。
4. 输出合并：
   • 将处理后的片元写入帧缓冲区，形成最终图像（像素）。