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视觉-OpenGL 渲染管线流程解析

视觉-OpenGL 渲染管线流程解析

作者: Johnny_Z | 来源:发表于2020-07-25 20:38 被阅读0次

    话不多说,上图分析

    image.png

    图上为了便于分析我们采用C/S模式:管线上部分是客户端,下部分是服务器

    客户端(client) 服务器(server)

    • 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!

    • 服务器: 图形加速卡上的硬件和内存

    • 客户端和服务器在功能上是异步的,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(shader)

    上图,我们可以看到两个着色器:Vertex Shader(定点着色器) 、Fragment Shader(片元着色器)

    • 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。最终准备就绪的着色器程序
    • 定点着色器:处理从客户端输入的数据、应用变换、进行其他类型的数学运算来得出光照、位置、颜色的具体值。(GPU是有众多的计算单元,每个单元可实现简单的计算,所以像定点,光照、颜色都可以归为矩阵,采用GPU的并行计算,使得处理效率大大提高)

    属性(Attributes)

    属性:就是对每一个顶点都要作改变的数据元素

    • 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
    • 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、关照计算表面法线
    • 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

    属性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。

    • uniform 变量是值每个批次改变一次,具有大范围的作用
    • uniform变量最常见的应用是在顶点渲染中设置变换矩阵
    • 与属性相同点:可以是浮点值、整数、布尔值
    • 与属性不同点:顶点着色器和片元着色器都可以使用uniform变量。uniform 变量还可以是标量类型、矢量类型、uniform矩阵。

    纹理数据(Texture Data)

    • 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。
    • 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。

    输出(out)
    在图表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,二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。

    大部分的参考,加上极少部分的理解
    参考链接:
    https://www.jianshu.com/p/36413e468bfe

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