我们有必要了解什么是shader，shader那就是着色器，它的作用可以先简单理解为给屏幕上的物体画上颜色。而什么东西负责给屏幕上画颜色？当然是GPU，所以我们写shader的目的就是告诉GPU往屏幕哪里画、怎么画。shader与渲染流水线关系非常密切，我们应该对渲染流水线的工作流程有一定的了解。
渲染流水线最终目的在于渲染一张二维纹理，也就是我们在屏幕上看到的效果
什么是渲染流水线
渲染管线主要分为三个阶段：应用程序阶段、几何阶段、光栅阶段。
1. 应用程序阶段。
这个阶段相对比较好理解，就比如我们在Unity里开发了一个游戏，其实很多底层的东西Unity都帮我们实现好了，例如碰撞检测、视锥剪裁等等，这个阶段主要是和CPU、内存打交道，在把该计算的都计算完以后，在这个阶段的末端，这些计算好的数据（顶点坐标、法向量、纹理坐标、纹理）就会通过数据总线传给图形硬件，作为我们进一步处理的源数据。
2. 几何阶段
主要负责顶点坐标变换、光照、裁剪、投影以及屏幕映射，改阶段基于GPU进行运算，在该阶段的末端得到了经过变换和投影之后的顶点坐标、颜色、以及纹理坐标。简而言之，几何阶段的主要工作就是“变换三维顶点坐标”和“光照计算”。
问题随之而来，为什么要变换顶点坐标？我是这么理解的，比如你有一个三维游戏场景，场景中的每个模型都可以用一个向量来确定它的位置，但如何让计算机根据这些坐标把模型正确的、有层次的画在屏幕上？这就是我们需要变换三维顶点坐标的原因，最终目的就是让GPU可以将这些三维数据绘制到二维屏幕上。根据顶点坐标变换的先后顺序，主要有如下几个坐标空间：模型坐标空间；世界坐标空间；观察坐标空间；屏幕坐标空间。
3. 光栅化阶段。
经过上面的步骤之后，我们得到了每个点的屏幕坐标值，和我们需要绘制的图元，但此时还有两个问题：
（1）屏幕坐标是浮点数，但像素是用整数来表示的，如何确定屏幕坐标值所对应的像素？
答：绘制的位置只能接近两指定端点间的实际线段位置，例如，一条线段的位置是（10.48， 20.51），转换为像素位置就是（10，21）。
（2）如何根据已确定位置的点，在屏幕上画出线段或者三角形？
答：涉及到具体的画线和填充算法，有兴趣的话可以研究。
这个过程结束后，顶点和图元已经对应到像素，之后的流程就是如何处理像素，即给像素赋予颜色值。
给像素赋予颜色的阶段称为Pixel Operation，是在更新帧缓存之前，执行最后一系列针对每个片段的操作，其目的是计算出每个像素的颜色值。在这个阶段，被遮挡的面通过一个被称为深度测试的过程消除。
pixel operation包含下面这些流程：
（1）消除遮挡面；
（2）Texture operation，纹理操作，根据像素的纹理坐标，查询对应的纹理值；
（3）Blending，通常称为alpha blending，根据目前已经画好的颜色，与正在计算的颜色的alpha值混合，形成新的颜色。
（4）Filtering，将正在计算的颜色经过某种滤镜后输出。
该阶段之后，像素的颜色值被写入帧缓存中。
这个阶段用上一个阶段传递来的数据来产生屏幕上的像素，并渲染出最终的图像。
点击关注我的微博，给大家带来欢乐
网友评论