渲染管线

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。

渲染管线是什么？渲染管线，英文 Rendering Pipeline，我们可以将其理解为一个流程，即我们告诉 GPU 一堆数据，最后得出来一副二维图像，这堆数据包括 "视点 / 三维物体 / 光源 / 光照模型 / 纹理" 等元素。

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：

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。