渲染管线（Rendering Pipeline）

1. Application stage 应用阶段

软件执行、应用驱动、CPU运行
碰撞检测、全局加速算法、动画、物理模拟

• 准备场景数据、模型及光源
• 剔除（Culling）：剔除不可见物体，提高性能
• 设置渲染状态 材质、纹理、shader的数据
  输出渲染所需的信息，即输出渲染图元（Rendering Primitives）

2. Geometry stage 几何阶段

进行多个多边形和定点的操作

• 模型变换： 物体坐标系→世界坐标系
• 视觉变换： 世界坐标系→相机坐标系
• 顶点Shading： 在不同顶点计算Shading方程，所得结果用于光栅化
  Shading：光线在某个材质上产生的效果
• 投影
  可视化空间变换至单位立方体（正规可视化空间）
  计算正交投影和透视投影，Z坐标不存储在图像中（存在Z-buffer中）
• 裁剪
  基本图元的顶点出现在可视空间内，视为有效，可以进行光栅化
  基本图元只有部分顶点在可视空间会被裁剪（由固定的硬件操作）
• 屏幕映射
  OpenGL的原点在屏幕左下角
  DX的原点在屏幕右上角
  DX10之前的版本，像素的中心坐标为（0，0）
  DX10之后的版本及OpenGL，像素中心坐标为（0.5,0.5）

3. Rasterizer stage 光栅化阶段

接收数据为变换和投影后的顶点及其相应的Shading方程数据
光栅化的目标： 计算覆盖在每个物体上的像素颜色

• 三角形设置： 三角形表面差异和其他相关数据（由固定的硬件操作）
• 三角形遍历： 检查每个像素是否在三角形内部
  Fragment在这里产生，通常采用插值法计算
• 像素Shading： 输入差值Shading的数据，输出一个或者多个颜色用于下一阶段
  可编程控制GPU执行，常用纹理技术
• 合并： 合并color buffer中的颜色
  可以通过配置产生不同的效果
  Z-buffer解决能见度问题、Alpha通道执行Alpha test、stencil buffer记录已渲染图元的位置