OpenGL工作流程:把3D坐标转换成2D坐标

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在OpenGL中,一切事物都在3D空间中,但我们的屏幕坐标确实2D像素数组,OpenGL大部分工作就是把3D坐标转换成适应屏幕的2D像素。3D坐标转换成2D屏幕坐标的过程是由OpenGL的图形渲染管线管理的。

图形渲染管线的工作可以被划分为两个主要的部分:

1. 把3D坐标转换成2D坐标。

2. 把2D坐标转换成实际有颜色的像素。

注意:2D坐标和像素是不同的,2D坐标精确的描述了一个点在2D空间中的位置,二2D像素是这个点的近似值,2D像素收到你的屏幕/窗口分辨率的限制

OpenGL工作流程——把3D坐标转换成2D坐标

图形渲染管线包含很多部分。首先,我们以数组形式传递3D个3D坐标作为图形渲染管线的输入,用来表示三角形,这个数组叫做定点数据(Vertex Data);定点数据是一系列定点的集合。一个顶点(Vertex)是一个3D坐标的集合。为了简单起见,我们假定每个顶点只由一个3D位置和一些颜色值构成。

注意:OpenGL不知道我们传入的顶点位置和颜色值到底需要构成什么,这个时候就需要我们去指定这些数据去表示渲染类型。做出的这些提示叫做图元(Primitive),我们可以指定一下三种:GL_POINTS、GL_TRIANGLES、GL_LINE_STRIP。

图形渲染管线的第一个部分是顶点着色器,它把单独的顶点作为输入,顶点着色器的主要目的是吧3D坐标转换成另外一种3D坐标。同时顶点着色器允许我们队顶点属性进行一些基本处理。

图元装配阶段是将顶点着色器输出的顶点作为一个输入,(如果是GL_POINTS,那么就是一个顶点),并把所有的点装配成指定图元的形状。

图元装配阶段的输出会传递给几何着色器。集合着色器吧图元形式的一系列定点作为集合的输入,它可以通过产生新的顶点构造出新的(或者其他的)图元来生成其他的形状。

几何着色器的输出会被传入光栅化阶段,它会把图元转换成最终屏幕上相应的像素。生成供片段作色器使用的片段。在片段着色器运行之前会执行裁剪,裁剪会丢弃在视线范围外的所有像素,以提供执行效率。

片段着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色。在颜色确定以后,最终会被传入到一个最后的阶段 ,Alpha测试和混合测试阶段。

来源:三十年后的我

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