渲染管线

渲染管线也称为渲染流水线或像素流水线或像素管线，是显示芯片内部处理图形信号相互独立的的并行处理单元。在某种程度上可以把渲染管线比喻为工厂里面常见的各种生产流水线，工厂里的生产流水线是为了提高产品的生产能力和效率，而渲染管线则是提高显卡的工作能力和效率。

相对于 CPU 来说，GPU 能干的事情比较单一：接收提交的纹理（Texture）和顶点描述（三角形），应用变换（transform）、混合并渲染，然后输出到屏幕上。通常你所能看到的内容，主要也就是纹理（图片）和形状（三角模拟的矢量图形）两类。

渲染管线的优化策略：一旦确定了瓶颈位置，就可以对瓶颈所处阶段进行优化，以改善我们游戏的性能。根据解决问题的不同阶段，对一些优化策略进行了分类整理，将分为六个部分来进行呈现：对CPU的优化策略；应用程序阶段的优化策略；API调用的优化策略；几何阶段的优化策略；光照计算的优化策略；光栅化阶段的优化策略。

文中列举了渲染管线各个阶段中用到的几十种主流的优化策略。其中，个人印象比较深刻的优化方法有使用实例（Instance）结合层次细节和impostors方法来对多人同屏场景的渲染进行优化，以及使用纹理页（Texture Pages）来进行批次的尺寸最大化。

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。

渲染管线中一些技术名词大部分是英文直译，光看中文很容易被误导。所以我们必须在了解一个技术的具体作用之后，才能了解它到底是什么。

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.

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。

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。