OpenGL工作流程

Posted 2020-10-05 三十年后的我

　　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屏幕坐标的过程是有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：

　　一、把3D坐标转换成2D坐标。

　　二、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

　　

　　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。