渲染流程

cpu阶段

1. 数据从内存加载到显存：

   • 模型：Mesh、Shader、材质等
   • 摄像机：位置、视锥体、朝向
   • 光源：位置、类型参数等

2. 设置渲染状态：

   • 即场景中的网格如何被渲染，包括使用哪个顶点着色器、片源着色器、材质、光源属性等
   • 对于渲染状态相同的网格，会一起渲染；对于状态不同的网格，会再次设置新的渲染状态

3. 调用DrawCall，绘制Mesh：

   • 设置渲染状态，相同的网格一起渲染，再次设置新渲染状态，符合的再次进行渲染，依次类推
   • renderstate drawA drawB renderstate drawC renderstate drawD ...
   • Unity中，每次引擎准备数据通知GPU的过程就是一次DrawCall，这一个过程是逐个物体进行的
   • DrawCall Batching：主要目标就是一次DrawCall处理多个物体，而不是一个。核心在于会检查所有要绘制的物体的材质，将相同材质的分为一组（一个Batch），然后将他们组合成一个物体（统一变换）
   • DrawCall Batching缺点：
     • 相当于组合创建了一个超大物体，相应的需要分配更大内存和apu计算时间
     • 对于静止物体组合一次就可以一直使用，对于运动物体，每一帧都得重新组合，反而更消耗性能
   • 现代cpu中，一味减少drawcall并不一定可以让帧数变高，移动设备才更需要注意

gpu阶段

1. 几何阶段：MVP变换
   1. M变换：模型变换，模型坐标转变为世界空间坐标
   2. V变换：视图变换，世界空间坐标转变为视图空间坐标（视图坐标，即相机标准位置0，看向Z方向，向上方向为Y轴）
   3. 顶点着色器Shader：输入变换矩阵、顶点属性等
   4. P变换：投影变换（裁剪变换），正交投影或者透视投影，视图空间坐标转变为齐次裁剪空间，也就hi转变为相对于视锥体中心的坐标，方便进行裁剪
   5. 裁剪：视锥剔除、视口裁剪，将不在视口中物体丢弃，部分在的物体进行多边形裁剪生成新的多边形
      • 视锥剔除：在cpu阶段运行，通过AABB盒、OBB盒与视锥体进行碰撞检测，剔除完全不可见的物体，精度较低
      • 视口裁剪：将视口之外的物体丢弃，部分在内部的物体进行裁剪，生成多边形，也就是裁剪生成新的顶点再次渲染
      • 背面剔除：在顶点着色器和片元着色器之间运行，根据图片朝向相机进行判断是否需要剔除
      • 遮挡剔除：主要用于静态物体多的场景
   6. 屏幕映射：三维空间坐标转变为屏幕坐标（齐次裁剪坐标映射到屏幕坐标）
   7. 三角形设置：屏幕坐标顶点生成对应三角形
2. 光栅化阶段：
   1. 光栅化处理：采样成像素，计算三角形网格内的覆盖的像素点
   2. 片元着色器：（像素着色器）逐像素进行着色（将三角形按照重心，插值的方式将颜色、位置、法线等等赋给像素点）
   3. 将像素的结果写入颜色缓冲区
   4. 帧缓冲器：显卡中硬件实现，用于存放最终渲染结果，为了避免我们看到正在光栅化的图形，GPU一般使用双重缓冲，一个用于前面显示，另一个用于后面渲染，这样保证图像时连续的