OpenGL 渲染管线工作过程

OpenGL 渲染管线工作过程

• 记住三个单词

  • 顶点数组对象：Vertex Array Object，VAO
  • 顶点缓冲对象：Vertex Buffer Object，VBO
  • 索引缓冲对象：Element Buffer Object，EBO或Index Buffer Object，IBO

• 图形渲染管线（Graphics Pipline）

  • 指的是一堆原始图形数据途径一个输送管道，期间经过各种变化处理最终出现在屏幕上

  • 可以将图像渲染管线划分为两部分：

    • 将 3D 坐标转换为 2D 坐标

    • 将 2D 坐标再变换为实际有颜色的像素

  • 管线可以被划分为多个阶段，后一阶段的输入是前一阶段的输出，而同时每一阶段都是高度专门化，很容易并行执行（也就是流水线）

    GPU上为每一阶段运行的用以加快数据处理的小程序也就是着色器

• 图元

  • 让OpenGL知道坐标和颜色值构成是什么，指定输入的数据所表示的渲染类型，做出这些提示的就是图元（Primitive）

  • 任何一个绘制指令的调用都将把图元传递给OpenGL

  • 其中的几个：

    • 一系列的点：GL_POINTS
    • 一系列的三角形：GL_TRIANGLES
    • 长线：GL_LINE_STRIP

  • 图形渲染管线的组成

    • 顶点着色器

      • 输入：是一个单独的顶点

      • 目的：将 3D 坐标转换为另一个 3D 坐标

      • 同时允许对顶点属性进行一些基本处理

    • 图元装配

      • 输入：顶点着色器输出的顶点
      • 将点装配成指定图元的形状

    • 几何着色器

      • 输入：图元形式的一系列顶点集合
      • 目的：通过产生新的顶点构造新的图元来生成其他形状

    • 光栅化

      • 将图元映射为最终屏幕上相应的像素
      • 裁切：将超出视图以外的所有像素都丢弃，提升执行效率
      • OpenGL中的一个片段是OpenGL渲染一个像素所需的所有数据

    • 片段着色器

      • 输入：光栅化阶段生成的片段
      • 目的：计算一个像素的最终颜色
      • 通常片段着色器包含 3D 场景的数据（光照，阴影，光的颜色等）

    • Alpha测试和混合阶段

      • 检测片段的深度，用以判断前后关系并决定是否丢弃
      • 检查 alpha 值（alpah定义了一个物体的透明度）

    在现代 OpenGL 中，我们必须定义至少一个 顶点着色器和一个片段着色器 （原因也很简单，这两个着色器在GPU中没有默认的）