OpenGL 渲染架构

图a

客户端、服务端

如上图所示这里所说的客户端及服务端并不是传统意义上的，有分界线区分上半部分为客户端、下半部分为服务端。

图b

客户端是存储在CPU存储器中的，并且在应用程序中执行，或者在主系统内存的驱动程序中执行。驱动程序会将渲染命令和数组组合起来，发送给服务器执行！（在一台典型的个人计算机上，服务器就是实际上就是图形加速卡上的硬件和内存）

服务器 和 客户机在功能上也是异步的。 它们是各自独立的软件块或硬件块。我们是希望它们2个端都尽量在不停的工作。客户端不断的把数据块和命令块组合在一起输送到缓冲区，然后缓冲区就会发送到服务器执行。

如果服务器停止工作等待客户机，或者客户机停止工作来等待服务器做好接受更多的命令和准备，我们把这种情况成为管线停滞

着色器

着色器是使用GLSL编写的程序，看起来与C语言非常类似。 着色器必须从源代码中编译和链接在一起。图a所示Vertex Shader(顶点着色器) 和 Fragment Shader(片元着色器)。

Vertex Shader(顶点着色器)：处理从客户机输入的数据、应用变换、进行其他的类型的数学运算来计算关照效果、位移、颜色值等等（为了渲染共有3个顶点的三角形，顶点着色器将执行3次，也就是为了每个顶点执行一次）在目前的硬件上有多个执行单元同时运行，就意味着所有的3个顶点可以同时进行处理

 Fragment Shader(片元着色器)：一般⽤用来处理理图形中每个像素点颜⾊色计算和填充，⽚片段着⾊色器器是 逐像素运算的程序，也就是说每个像素都会执⾏行行⼀一次⽚片段着⾊色器器，当然也 是并⾏行行的

图a中 primitive Assembly 说明的是：3个顶点已经组合在一起，而三角形已经逐个片段的进行了光栅化。每个片段通过执行 片元着色器 进行填充。片元着色器会输出我们将屏幕上看到的最终颜色值。

我们必须在这之前为着色器提供数据，否则什么都无法实现！有3种向OpenGL 着色器传递渲染数据的方法可供我们选择 

• 属性  
  
• uniform 值
  
• 纹理
  

属性、uniform值、纹理、输出

属性

属性：对每个顶点都要作改变的数据元素。实际上，顶点位置本身就是一个属性。属性值可以是浮点数、整数、布尔数据。注：这些属性对每个顶点都要做改变，但并不意味着它们的值不能重复。通常情况下，它们都是不一样的，但有可能整个数组都是同一值的情况。

• 属性总是以四维向量的形式进行内部存储的，即使我们不会使用所有的4个分量。一个顶点位置可能存储（x,y,z），将占有4个分量中的3个。
  
• 实际上如果是在平面情况下：只要在xy平面上就能绘制，那么Z分量就会自动设置为0；
  
• 属性还可以是：纹理坐标、颜色值、光照计算表面法线
  
• 在顶点程序（shader渲染）可以代表你想要的任何意义。因为都是你设定的。
  
• 属性会从本地客户机内存中复制存储在图形硬件中的一个缓冲区上。这些属性只提供给顶点着色器使用，对于片元着色器木有太大意义。

Uniform值

Uniform是一种对整个批次属性都取统一值的单一值。它是不变的。通过设置uniform变量就紧接着发送一个图元批次命令，Uniform变量实际上可以无数次限制地使用，设置一个应用于整个表面的单个颜色值，还可以设置一个时间值。在每次渲染某种类型的顶点动画时修改它。

纹理

纹理数据，不仅仅表现在图形，很多图形文件格式都是以无符号字节（每个颜色通道8位）形式对颜色分量进行存储的。

• 在顶点着色器、片段着色器中都可以对纹理数据进行采样和筛选。
  
• 典型的应用场景：片段着色器对一个纹理值进行采样，然后在一个三角形表面应用渲染纹理数据。
  

输出

在图a中第四种数据类型是输出（out）；输出数据是作为一个阶段着色器的输出定义的，而后续阶段的着色器则作为输入定义。

输出数据可以简单的从一个阶段传递到下一个阶段，也可以用不同的方式插入。

客户端的代码接触不到这些内部变量我们的OpenGL开发暂时接触不到