Alice：请问你能告诉我该走哪条路吗？
猫：这取决于你想去哪儿。
Alice：我不怎么介意到哪儿去。
猫：那你走哪条路都可以。
Alice：只要我能到某个地方。
猫：只要你走的足够远，你肯定能到某个地方。
最近读完了《GPU编程与Cg语言之阳春白雪下里巴人》的前三章，这本书开头引用了《爱丽丝梦游仙境》的一段话，我非常喜欢。所以，这里也借这段话开头了。
第一章 绪论
这一章讲了GPU的历史什么的，了解一下就可以了，让我有所感悟的只有以下两点：
1. GPU是干什么的？
目前最新的GPU已经具备了如下功能：
（1） 支持 vertex programmability 和fragment programmability；
（2）支持 IEEE32 位浮点运算；
（3）支持 4 元向量，4 阶矩阵计算；
（4）提供分支指令，支持循环控制语句；
（5）具有高带宽的内存传输能力（>27.1GB/s）；
（6）支持 1D、2D、3D 纹理像素查询和使用，且速度极快；
（7）支持绘制到纹理功能（Render to Texture，RTT）。
2. 为什么要有GPU？（ GPU 与 CPU 比较 ）
CPU：大部分面积为控制器和寄存器，数据高速缓存和流控制。一个时刻只处理一个数据，不存在真正意义上的并行。
GPU：拥有更多的ALU用于数据处理，适合对密集型数据进行并行处理。具有多个处理器核，在一个时刻可以并行处理多个数据。
GPU与CPU结构比较
第二章 GPU图形绘制管线
这一章非常非常重要，因为图形绘制管线是学习图形学的基础，只有理清楚了并且牢记于心，才能在以后的学习中有一个清晰的思路。之前学习 Unity Shader 的时候有很多地方不懂得，看了这部分就有种豁然开朗的感觉。
1. 图形绘制管线阶段
（一）应用程序阶段
使用高级编程语言开发，主要和CPU、内存打交道。
碰撞检测、场景图建立、空间八叉树更新、视锥裁剪等
得到几何体数据（顶点坐标、法向量、纹理坐标、纹理等）通过数据总线传送到图形硬件。
（二）几何阶段
基于GPU 进行运算
主要负责顶点坐标变换、光照、裁剪、投影以及屏幕映射
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
（三）光栅阶段
基于几何阶段的输出数据，为像素（Pixel）正确配色
进行的都是单个像素的操作，每个像素的信息存储在颜色缓冲器（ color buffer 或者 frame buffer ）中。
最后，放一张GPU处理流程的图便于理解，可以对照着下面的具体说明来看。
GPU处理流程
注意：图中上面两个模块是应用程序阶段，橙色部分（顶点坐标变换部分）加上 Primitive Assembly 是几何阶段，剩下的三个模块是光栅阶段。
2. 几何阶段
主要工作是将三维顶点坐标转换为二维屏幕上的坐标。
（一）Object Space 模型空间坐标
特点：建模时得到、与其他物体没有参照关系
给其一个相对于坐标原点的位置，就可以转换为 world space。通常用 world matrix（顶点的转换矩阵）来表示转换关系。
* 法向量的转换矩阵是world matrix的转置的逆矩阵
（二）World Space 世界坐标
将其转换为 eye space 需要设定一个视锥（viewing frustum），视锥以外的东西是看不到的，这个过程叫视锥裁剪（frustum culling）。如下图所示：
视锥 viewing frustum
* 在游戏中，我们有时候撞到物体的时候还能看到前面，是因为撞到的物体在近裁面以外，被剔除了，所以看不见了。
（三）Eye Space 观察坐标（视点坐标）
从视点坐标空间到屏幕坐标空间步骤：
（1）用透视变换矩阵把顶点从视锥体中变换到裁剪空间的 CVV 中；
（2）在 CVV 进行图元裁剪；
（3）屏幕映射：将经过前述过程得到的坐标映射到屏幕坐标系上。
（四）Project and Clip Space 屏幕坐标
（五）Primitive Assembly 图元装配
在之前的流水线中是对顶点的处理，这个阶段是根据索引将顶点链接在一起，得到我们需要绘制的图元（点、线、面）。
* 裁减算法主要包括：视域剔除（View Frustum Culling）、背面剔除（Back-Face Culling）、遮挡剔除（Occlusing Culling）和视口裁减等。
3. 光栅阶段
（一）光栅化 Rasterization
决定哪些像素被集合图元覆盖的过程。
（二）Pixel Operation
计算出每个像素的颜色值，步骤如下：
（1）消除遮挡面
（2）纹理操作 Texture Operation
（3）混色 Blending
（4）Filtering
4. GPU 中的 buffer 类型
（一）Z Buffer
z 值计算公式 z_value = f·(z - n)/(f - n)
其中f 表示视点到远裁减面的空间距离， n 表示视点到近裁减面的空间距离。z值决定了物体之间的遮挡关系，在透视投影中z值是非线性变化的。
（二）Stencil Buffer 模板缓冲器
通常附加到 z buffer 中，这是一个用来“做记号”的 buffer。
（三）Frame Buffer 帧缓冲区
用于存放显示输出的数据，一般是像素颜色值。有时也被认为是 color buffer（颜色缓冲器）和 z buffer 的组合。
第三章 Shader Language
这一章的内容也比较少，只是简单介绍了一下 Shader Language。需要了解的几点：
1. 主流的 Shader Language
（1）基于OpenGL的GLSL
（2）基于Direct3D的HLSL
（3）NVIDIA公司的Cg语言（C for Graghic）
2. Shader Program 分类
（1）vertex shader program 顶点着色程序：在顶点处理器上运行，负责顶点坐标变换
（2）fragment shader program 片段着色程序：在片段处理器上运行，负责像素颜色计算
* 要注意纹理坐标在 vertex program 中处理，而纹理信息在 fragment program 中处理。
3. 什么是片段（Fragment）？
所谓片断就是所有的三维顶点在光栅化之后的数据集合，这些数据还没有经过深度值比较，而屏幕显示的像素都是经过深度比较的。
哈哈，感觉这篇博客写的好看多了！
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