在OpenGL中任何事物都在3D空间中,但是屏幕和窗口是一个2D像素阵列,所以OpenGL的大部分工作都是关于如何把3D坐标转变为适应你屏幕的2D像素。3D坐标转为2D坐标的处理过程是由OpenGL的图形渲染管线完成的。图像渲染管线可以被划分为两个主要部分:第一个部分把你的3D坐标转换为2D坐标,第二部分是把2D坐标转变为实际的有颜色的像素。

  渲染管线接收一组3D坐标,然后把它们转变为你屏幕上的有色2D像素。渲染管线可以被划分为几个阶段,每个阶段需要把前一阶段的输出作为输入。所有这些阶段都是高度专门化的,它们能简单地并行执行。由于它们的并行执行的特征,当今大多数显卡都有成千上万的小处理核心GPU,在GPU上为每一个阶段运行各自的小程序,从而在图形输送管道中快速处理你的数据。这些小程序叫做着色器。有些着色器允许开发者自己配置,用我们自己写的着色器替换默认存在的。这样我们就可以更细致地控制渲染管线的特定部分,因为它们运行在GPU上,所以它们也会节约宝贵的CPU时间。着色器是用OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language)GLSL写成的。

  下图显示了渲染管线中各个阶段主要完成的工作,蓝色部分代表的是我们可以定义自己的着色器。

  在上图中,我们以数组的形式传递3个3D坐标作为渲染管线的输入,用它来表示一个三角形,这个数组叫做顶点数据(Vertex Data);这里顶点数据是几个顶点的集合。每个顶点是用顶点属性(vertex attributes)表示的,它可以包含任何我们希望用的数据,下面我们来看看渲染管线中各个阶段主要完成的工作:

  • 渲染管线的第一个部分是顶点着色器(vertex shader),它把一个单独的顶点作为输入。顶点着色器主要的目的是把3D坐标转为另一种3D坐标(投影坐标),同时顶点着色器允许我们对顶点属性进行一些基本处理。
  • 图元组装(primitive assembly)阶段把顶点着色器的表示为基本图形的所有顶点作为输入,把所有点组装为特定的基本图形的形状;上图中是一个三角形。
  • 图元组装阶段的输出会传递给几何着色器(geometry shader)。几何着色器把基本图形形成的一系列顶点的集合作为输入,它可以通过产生新顶点构造出新的(或是其他的)基本图形来生成其他形状。
  • 细分着色器(tessellation shaders)拥有把给定基本图形细分为更多小基本图形的能力。这样我们就能在物体更接近玩家的时候通过创建更多的三角形的方式创建出更加平滑的视觉效果。
  • 细分着色器的输出会进入光栅化(rasterization)阶段,这里它会把基本图形映射为屏幕上相应的像素,生成供像素着色器(fragment shader)使用的fragment(OpenGL中的一个fragment是OpenGL渲染一个独立像素所需的所有数据。)。在像素着色器运行之前,会执行裁切(clipping)。裁切会丢弃超出你的视图以外的那些像素,来提升执行效率。
  • 像素着色器的主要目的是计算一个像素的最终颜色,这也是OpenGL高级效果产生的地方。通常,像素着色器包含用来计算像素最终颜色的3D场景的一些数据(比如光照、阴影、光的颜色等等)。
  • 在所有相应颜色值确定以后,最终它会传到另一个阶段,我们叫做alpha测试和混合(blending)阶段。这个阶段检测像素的相应的深度(和stencil)值,使用这些来检查这个像素是否在另一个物体的前面或后面,如此做到相应取舍。这个阶段也会查看alpha值(alpha值是一个物体的透明度值)和物体之间的混合(blend)。所以即使在像素着色器中计算出来了一个像素所输出的颜色,最后的像素颜色在渲染多个三角形的时候也可能完全不同。

  虽然渲染管线有多个阶段,每个阶段都需要对应的着色器,但其实对于大多数场合,我们必须做的只是顶点和像素着色器,几何着色器和细分着色器是可选的,通常使用默认的着色器就行了。现在的OpenGL中,我们必须定义至少一个顶点着色器和一个像素着色器(因为GPU中没有默认的顶点/像素着色器)。

OpenGL超级宝典笔记----渲染管线的更多相关文章

  1. OpenGL超级宝典笔记----框架搭建

    自从工作后,总是或多或少的会接触到客户端3d图形渲染,正好自己对于3d图形的渲染也很感兴趣,所以最近打算从学习OpenGL的图形API出发,进而了解3d图形的渲染技术.到网上查了一些资料,OpenGL ...

  2. 【转】OpenGL超级宝典笔记——纹理映射Mipmap

    原文地址 http://my.oschina.net/sweetdark/blog/177812 , 感谢作者,若非法转载请联系本人. 目录[-] Mipmapping Mipmap过滤 构建Mip层 ...

  3. 【转载】OpenGL超级宝典笔记——GLSL语言基础

    变量 GLSL的变量命名方式与C语言类似.变量的名称可以使用字母,数字以及下划线,但变量名不能以数字开头,还有变量名不能以gl_作为前缀,这个是GLSL保留的前缀,用于GLSL的内部变量.当然还有一些 ...

  4. OpenGL超级宝典笔记——画三角形(转)

    http://my.oschina.net/sweetdark/blog/161002 学习了画线的知识,我们可以使用GL_LINE_LOOP来画闭合的多边形.但是使用这种方式画出来的只有线框,多边形 ...

  5. OpenGL超级宝典笔记——贝塞尔曲线和曲面(转)

    http://my.oschina.net/sweetdark/blog/183721 参数方程表现形式 在中学的时候,我们都学习过直线的参数方程:y = kx + b;其中k表示斜率,b表示截距(即 ...

  6. OpenGL超级宝典笔记——遮挡查询 [转]

    目录[-] 遮挡查询之前 包围体 遮挡查询 在一个场景中,如果有有些物体被其他物体遮住了不可见.那么我们就不需要绘制它.在复杂的场景中,这可以减少大量的顶点和像素的处理,大幅度的提高帧率.遮挡查询就是 ...

  7. OpenGL超级宝典笔记——深度纹理和阴影 【转】

    目录[-] 光源视角 新型的纹理 深度纹理的大小 首先绘制阴影 然后是光照 投影阴影贴图 阴影比较 之前我们介绍过简单的把物体压平到投影平面来制造阴影.但这种阴影方式有其局限性(如投影平面须是平面). ...

  8. win8+VS2012搭建OpenGL超级宝典的环境

    版权声明:本文为博主原创文章,未经博主同意不得转载. https://blog.csdn.net/booirror/article/details/36957799 自从公司搬到腾讯附近,每天上班都迟 ...

  9. OpenGL超级宝典visual studio 2013开发环境配置,GLTools

    做三维重建需要用到OpenGL,开始看<OpenGL超级宝典>,新手第一步配置环境就折腾了一天,记录下环境的配置过程. <超级宝典>中的例子使用了GLEW,freeglut以及 ...

随机推荐

  1. 理解CSS外边距margin

    前面的话   margin是盒模型几个属性中一个非常特殊的属性.简单举几个例子:只有margin不显示当前元素背景,只有margin可以设置为负值,margin和宽高支持auto,以及margin具有 ...

  2. HttpClient的替代者 - RestTemplate

    需要的包 ,除了Spring的基础包外还用到json的包,这里的数据传输使用json格式 客户端和服务端都用到一下的包 <!-- Spring --> <dependency> ...

  3. Linux CentOS 配置Tomcat环境

    一.下载Tomcat 下载Tomcat方式也有两种,可以参考我的前一篇博文Linux CentOS配置JDK环境,这边就不再赘述. 二.在Linux处理Tomcat包 1.创建tomcat文件夹 mk ...

  4. nodejs进阶(5)—接收请求参数

    1. get请求参数接收 我们简单举一个需要接收参数的例子 如果有个查找功能,查找关键词需要从url里接收,http://localhost:8000/search?keyword=地球.通过前面的进 ...

  5. SQL Server 无法连接到服务器。SQL Server 复制需要有实际的服务器名称才能连接到服务器。请指定实际的服务器名称。

    异常处理汇总-数据库系列  http://www.cnblogs.com/dunitian/p/4522990.html SQL性能优化汇总篇:http://www.cnblogs.com/dunit ...

  6. 如何远程关闭一个ASP.NET Core应用?

    在<历数依赖注入的N种玩法>演示系统自动注册服务的实例中,我们会发现输出的列表包含两个特殊的服务,它们的对应的服务接口分别是IApplicationLifetime和IHostingEnv ...

  7. 多线程条件通行工具——CountDownLatch

    CountDownLatch的作用是,线程进入等待后,需要计数器达到0才能通行. CountDownLatch(int)构造方法,指定初始计数. await()等待计数减至0. await(long, ...

  8. Android 在Android代码中执行命令行

    1.路径最好不要是自己拼写的路径/mnt/shell/emulated/0/wifidog.conf 最好是通过方法获取的路径,不然可能导致命令无效  (挂载点的原因) public static f ...

  9. 发布APP到app store

    好久好久没写博客了,主要是 都在学习新东西,忙不赢啊. 近段时间在用AC平台学习开发移动APP, 今天开始发布应用. 在ac云控制台编译成ipa后,使用apple提供的Application Load ...

  10. Android中实现APP文本内容的分享发送与接收方法简述

    谨记(指定选择器Intent.createChooser()) 开始今天的内容前,先闲聊一下: (1)突然有一天头脑风暴,对很多问题有了新的看法和见解,迫不及待的想要分享给大家,文档已经写好了,我需要 ...