渲染管线详细概念讲述
1、渲染简单的理解可能可以是这样：就是将三维物体或三维场景的描述转化为一幅二维图像，生成的二维图像能很好的反应三维物体或三维场景。
2、渲染管线也称为渲染流水线，是显示芯片内部处理图形信号相互独立的的并行处理单元。一个流水线是一序列可以并行和按照固定顺序进行的阶段。每个阶段都从它的前一阶段接收输入，然后把输出发给随后的阶段。
渲染管线大致分为：顶点变换、图元装配、光栅化、插值、贴图、着色、光栅操作几个阶段。
- 顶点变换主要是在每个顶点上执行一系列的数学操作。这些操作包括把顶点位置变换到屏幕位置以便光栅器使用，为贴图产生纹理坐标，以及照亮顶点以决定它的颜色。
顶点在不同坐标系中的变换过程：
模型空间——>世界空间——>视觉空间（眼空间）——>裁剪空间——>投影空间——>屏幕空间（窗口坐标）
这一系列变换会涉及到各个坐标系中的矩阵变换，再将顶点变换给读者完整的展现一次，效果如下所示：
- 图元装配也叫面处理，即将顶点根据primitive(原始的连接关系）还原成网格结构。网格由顶点和索引组成，在之前流水线中是对顶点的处理，在这个阶段是根据索引将顶点连接在一起，组成线、面单元。之后就是对超出屏幕外的三角形进行裁剪。
面处理，面处理主要包括：
面的组装，面截取，面剔除，整个流程如下所示:
- 光栅化是一个决定哪些像素被几何图元覆盖的过程。多边形、线段和点根据为每种图元指定的规则分别被光栅化。光栅化的结果是像素位置的集合和片段的集合。当光栅化后，一个图元拥有的顶点数目和产生的片段之间没有任何关系。例如，一个由三个顶点组成的三角形占据整个屏幕，因此需要生成上百万的片段。片段和像素之间的区别变得非常重要。一个像素（Pixel）对应一个Fragment，但二者并不等同。因为Fragment还包含了其他信息，比如这个像素的颜色，这个像素的深度值等等等等。
- 当一个图元被光栅化为一堆零个或多个片段的时候，插值、贴图和着色阶段就在片段属性需要的时候插值，执行一系列的贴图和数学操作，然后为每个片段确定一个最终的颜色。除了确定片段的最终颜色，这个阶段还确定一个新的深度，或者甚至丢弃这个片段以避免更新帧缓存对应的像素。允许这个阶段可能丢弃片段，这个阶段为它接收到的每个输入片段产生一个或不产生着过色的片段。
- 光栅操作阶段在最后更新帧缓存之前，执行最后一系列的针对每个片段的操作。这些操作是OpenGL和Direct3D的一个标准组成部分。在这个阶段，隐藏面通过一个被称为深度测试的过程而消除。其它一些效果，例如混合和基于模板的阴影也发生在这个阶段。
光栅操作阶段根据许多测试来检查每个片段，这些测试包括剪切、alpha、模板和深度等测试。这些测试涉及了片段最后的颜色或深度，像素的位置和一些像素值（像素的深度值和模板值）。如果任何一项测试失败了，片段就会在这个阶段被丢弃，而更新像素的颜色值（虽然一个模板写入的操作也许会发生）。通过了深度测试就可以用片段的深度值代替像素深度值了。在这些测试之后，一个混合操作将把片段的最后颜色和对应像素的颜色结合在一起。最后，一个帧缓存写操作用混合的颜色代替像素的颜色。
图5显示了光栅操作阶段本身实际上也是一个流水线。实际上，所有之前介绍的阶段都可以被进一步分解成子过程。
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