渲染管线

渲染管线原理介绍

渲染简单的理解可能可以是这样:就是将三维物体或三维场景的描述转化为一幅二维图像,生成的二维图像能很好的反应三维物体或三维场景。而所谓GPU的渲染管线,听起来好像很高深的样子,其实我们可以把它理解为一个流程,就是我们告诉GPU一堆数据,最后得出来一副二维图像,而这些数据就包括了”视点、三维物体、光源、照明模型、纹理”等元素。

渲染管线的三个概念阶段

渲染流水线可以分为三个概念性阶段:应用阶段,几何阶段,光栅化阶段。游戏场景中的物体渲染都是基于可编程流水线实现的,其实就是把绘制的3D物体通过可编程流水线绘制在2D的屏幕上的过程。渲染简单的理解可能可以是这样:就是将三维物体或三维场景的描述转化为一幅二维图像,生成的二维图像能很好的反应三维物体或三维场景.

GPU渲染管线

本文详细描述GPU是如何实现概念阶段的后两个阶段——几何阶段和光栅化阶段可以分成若干个更小的流水线阶段,这些流水线阶段由GPU来实现,每个阶段GPU提供了不同的可配置性或可编程性。

OpenGL管线各环节细节

图形管线(graphics pipeline)向来以复杂为特点,这归结为图形任务的复杂性和挑战性。OpenGL作为图形硬件标准,是最通用的图形管线版本。2016年正式发布的Vulkan是OpenGL ES™的继任者,它为开发者提供更大的控制权以及更透明的程序设计,从总体上比OpenGL ES具有更大的潜力将性能最大化。

OpenGL-渲染管线的流程(有图有真相)

学习shader之前必须知道的事情:shader(着色语言)到底发生在那个阶段?OpenGL的渲染管线有哪些阶段?这对开发人员来说很重要,也许你刚刚接触,或者你在使用已有的产品,很优秀的游戏引擎,或者渲染引擎,你觉得知道这个没有太大意义,但知道了这些,总归对你没有坏处。

下图是一个非常简化框图流水线的各个阶段,并在他们之间传播的数据。虽然极其简单,它是足够的着色器编程,提出了一些重要的概念。固定管线中存在很多阶段,并存在很多细节,这里只是粗略的介绍。

(1)顶点变换:

在这里,一个顶点的属性,如在空间的位置,以及它的颜色,法线,纹理坐标,其中包括一组。这个阶段的输入的各个顶点的属性。由固定的功能所执行的操作,主要完成一下工作:
1. 顶点位置变换
2. 计算顶点观照
3. 纹理坐标变换

(2)图元装配:

OpenGL渲染管线

绝大数OpenGL实现都有相似的操作顺序,一系列相关的处理阶段称为OpenGL渲染管线。图1-2显示了这些顺序,虽然并没有严格规定OpenGL必须采用这样的实现,但它提供了一个可靠的指南,可以预测OpenGL将以什么样的顺序来执行这些操作。

如果读者刚开始涉足三维图形编程,可能会对接下来的内容感到吃力。读者现在可以跳过这一部分内容,但在读完这本书的每一章时,都应该重温一下图1-2。

软件光栅器实现(一、管线概述)

一个半月的时间实现了一个软件光栅器,这个是导入茶壶obj文件后的效果,主要难点在于:

1、Cohen-SutherLand CVV裁剪(两周工作量)
2、法线贴图(一周)
3、OBJ,MTL文件解析和加载(三天)

软件光栅器实现(一、管线概述)

该系列博文主要介绍软光栅的实现思路,设计到的诸如裁剪、切空间计算和光照模型等公示不是本文重点,此类信息可以查阅相关文献。本节先对软件光栅器定义进行介绍,并介绍光栅器的实现过程,这对程序的实现是算是一个宏观的概括和总结。转载请注明出处。

什么是软件光栅器?它和硬件光栅器有何区别?