原文链接

可编程渲染管线处理数据的流程可分为以下3大阶段

1. 应用阶段

这个阶段大概会由CPU处理4件事情。首先会对模型数据进行可见性判断。模型数据由顶点位置、法线方向、顶点颜色、纹理坐标等构成。然后会将模型数据加载到显存以提高读取速度。再为每个图元设置常数寄存器和渲染状态。最后为一个渲染图元列表调用DrawCall指令。

图元可以是点、线、三角形。

2. 几何阶段

这个阶段由GPU进行处理,会对每一个需要渲染的图元进行逐顶点、逐多边形处理,最根本的任务是将顶点的模型坐标转换到屏幕空间。

2.1 顶点着色器

顶点着色器的基本任务是将顶点转换到齐次裁剪空间,还可以进行的其他任务有:

  • 逐顶点着色操作,如逐顶点光照
  • 纹理计算
  • 逐顶点蒙皮
  • 逐顶点程序式动画(procedural animation)

2.1.1 投影变换

透视投影

在摄像机使用透视投影的时候,为了呈现出近大远小的透视收缩(perspective foreshortening)效果,需要对顶点进行透视投影变换。使用透视投影矩阵进行变换后,并没有进行裁剪,只是使得w值有了意义,为后面的裁剪做准备。

Unity透视投影矩阵(右乘)

会改变空间手系,从右手系变成了左手系,因为Unity的观察空间是右手系,NDC空间是左手系

观察空间中的顶点(x,y,z)透视投影到齐次裁剪空间后变为

透视投影齐次裁剪空间中坐标的w值为

正交投影

$正交投影远(近)裁剪平面高度=2 \cdot Size$

Unity正交投影矩阵(右乘)

会改变空间手系,从右手系变成了左手系,因为Unity的观察空间是右手系,NDC空间是左手系

观察空间种的顶点(x,y,z)正交投影到齐次裁剪空间后变为

正交投影齐次裁剪空间中坐标的w值为1

2.2 曲面细分着色器

用于细分图元

2.3 几何着色器

  • 几何着色器的功能是修改、剔除、创建图元,可以实现以下效果:
  • 阴影体积拉伸(shadow volume extrusion)
  • 渲染立方体贴图(cube map)的6个面
  • 在网格的轮廓边拉伸毛发的鳍(fur in)
  • 从点数据生成例子四边形
  • 动态镶嵌
  • 把线段分形细分(fractal subdivision)以模拟闪电、布料
  • 将数据传到管线开头重新进入管线
    • 用例:在顶点着色器内对头发样条的控制点进行物理模拟,在几何着色器内把样条镶嵌成线段,通过流输出将线段传到管线开头重新进入管线进行渲染

2.4 裁剪

裁剪的作用是将每个三角形在平截头体以外的部分切掉,把在平截头体以外的三角形剔除。

满足以下条件的顶点才会被保留下来:

2.5 齐次除法

所谓的齐次除法就是让x、y、z都除以w,这时就可以得到NDC空间中的坐标

上图右边都是OpenGL的NDC,DirectX的NDC也和上图右边类似,但z范围在[0,1]

2.6屏幕映射

视口空间:程序运行窗口构成的空间

矩阵中的X、Y是视口空间原点的屏幕坐标

3. 光栅化阶段

这个阶段由GPU来决定绘制哪些片元以及这些片元的颜色

片元=片段:三角形被栅格化后,其中的每一个小方块都是一个片元,可以看成是还不确定最终是否可以呈现到屏幕上的像素

3.1 三角形设置

这个阶段的任务是找出三角形边界所覆盖的像素

3.2 三角形遍历

这个阶段会对每个三角形进行栅格化,即找出每个三角形覆盖的像素区域。区域中的片元中信息(屏幕坐标、深度值、法线坐标、纹理坐标)由3个顶点数据进行插值(必要时会采用透视校正插值)得到

3.3 提前深度测试

如果用户没有在片元着色器中改变深度或自我丢弃(discard),显卡会自动开启该功能

3.4 片元着色器

用于执行逐像素着色操作,如纹理采样、多重纹理采样、逐像素光照

3.5 逐片元操作

3.5.1 模板测试

if 开启了模板测试 then
比较参考值(使用读取掩码)和模板缓冲区中的模板值(使用读取掩码)
if not 通过模板测试 then
舍弃该片元
end
根据已设置的渲染状态更新模板缓冲区中的值(使用写入掩码)
end

3.5.2 深度测试

if 开启了深度测试 then
比较该片元的深度值和深度缓冲区中的深度值
if 通过了深度测试 then
if 开启了深度写入 then
将深度值写入深度缓冲区
end
else
舍弃该片元
end
else
if 开启了深度写入 then
将深度值写入深度缓冲区
end
end

3.5.3 混合

if 开启了混合 then
用alpha混合函数(alpha blending function)将该片元的颜色值和颜色缓冲区中的颜色值进行混合
else
直接使用该片元的颜色值
end
更新颜色缓冲区中的颜色值

由于还要搬砖,没有办法一一回复私信把学习资料发给大家。我直接整理出来放在下面,觉得有帮助的话可以下载下来用于学习

链接:https://pan.baidu.com/s/1C-9TE9ES9xrySqW7PfpjyQ 提取码:cqmd

感谢各位人才的点赞收藏关注

微信搜「三年游戏人」收获一枚有情怀的游戏人,第一时间阅读最新内容,获取优质工作内推

可编程渲染管线(Scriptable Render Pipeline, SRP)的更多相关文章

  1. Scriptable Render Pipeline

    Scriptable Render Pipeline SRP的核心是一堆API集合,使得整个渲染过程及相关配置暴露给用户,使得用户可以精确地控制项目的渲染流程. SRP API为原有的Unity构件提 ...

  2. Scriptable render pipeline unity

    https://www.youtube.com/watch?v=zbjkEQMEShM LWRP https://blogs.unity3d.com/cn/2018/02/21/the-lightwe ...

  3. Lightweight Render Pipeline

    (翻译) Lightweight Render Pipeline (LWRP),轻量级渲染管线,是一个Unity预制的Scriptable Render Pipeline (SRP).LWRP可以为移 ...

  4. 1.5:Unity Render Pipeline

    文章著作权归作者所有.转载请联系作者,并在文中注明出处,给出原文链接. 本系列原更新于作者的github博客,这里给出链接. 这一节主要是为上一节中没有提到的一些概念作补充. 上一节提到了Unity中 ...

  5. 聊聊2018.2的Scriptable Build Pipeline以及构建Assetbundle

    0x00 前言 在这篇文章中,我们选择了过去几周Unity官方社区交流群以及UUG社区群中比较有代表性的几个问题,总结在这里和大家进行分享.主要涵盖了Scriptable Build Pipeline ...

  6. [Unity] Shader Graph Error 当前渲染管道与此主节点不兼容(The current render pipeline is not compatible with this master node)

    Shader Graph Error  : The current render pipeline is not compatible with this master node 问题产生环境: Un ...

  7. 1.3:Render Pipeline and GPU Pipeline

    文章著作权归作者所有.转载请联系作者,并在文中注明出处,给出原文链接. 本系列原更新于作者的github博客,这里给出链接. 在学习SubShader之前,我们有必要对 Render Pipeline ...

  8. Real-Rime Rendering (1) - 渲染管线(Rendering Pipeline)

    提要 渲染管线是实时渲染中最重要的部分,它的最主要的任务就是在给定一个虚拟的场景,包括相机,object,灯光,纹理等等,生成一副2D的图像. 最基础的渲染管线如下图所示: 主要的阶段包括三个:App ...

  9. OpenGLES 2.0 可编程渲染管线

    OpenGL ES 2.0 与 OpenGL ES 1.x 渲染管线的最大区别就是: 顶点着色器.片元着色器是可编程的,替代了原来的固定管线的很多功能.

随机推荐

  1. 最大连续子序列(简单DP实现)

    最大连续子序列 最大连续子数列和一道很经典的算法问题,给定一个数列,其中可能有正数也可能有负数,我们的任务是找出其中连续的一个子数列(不允许空序列),使它们的和尽可能大.我们一起用多种方式,逐步优化解 ...

  2. 新年趣事之红包--"四边形"不等式优化DP

    目录 题目描述 输入 输出 思路 新年趣事之红包 时间限制: 1 Sec  内存限制: 64 MB 题目描述 xiaomengxian一进门,发现外公.外婆.叔叔.阿姨--都坐在客厅里等着他呢.经过仔 ...

  3. [HDU6057] Kanade‘s convolution (FWT)

    题面 出自HDU6057 给你两个数列 A [ 0... 2 m − 1 ] A[0...2^m-1] A[0...2m−1] 和 B [ 0... 2 m − 1 ] B[0...2^m-1] B[ ...

  4. PI控制器的由来

    20世纪20年代初,一位名叫尼古拉斯·米诺斯基(Nicolas Minorsky)的俄裔美国工程师通过观察舵手在不同条件下如何驾驶船只,为美国海军设计了自动转向系统. 根据Wikipedia.org, ...

  5. OSI七层模型与TCP/IP协议

    作者:菘蓝 时间:2022/9/1 ================================================================================== ...

  6. Docker网络讲解 及实验redis集群部署

    理解docker0 准备工作:清空所有的容器,清空所有的镜像 docker rm -f $(docker ps -a -q) # 删除所有容器 docker rmi -f $(docker image ...

  7. Java开发学习(三十一)----Maven属性与版本管理

    一.属性 1.1 问题分析 如下图所示 你会发现,如果现在想更新Spring的版本,你会发现依然需要更新多个jar包的版本,这样的话还是有可能出现漏改导致程序出问题,而且改起来也是比较麻烦. 问题清楚 ...

  8. 一个注解解决ShardingJdbc不支持复杂SQL

    背景介绍 公司最近做分库分表业务,接入了 Sharding JDBC,接入完成后,回归测试时发现好几个 SQL 执行报错,关键这几个表都还不是分片表.报错如下: 这下糟了嘛.熟悉 Sharding J ...

  9. LFS(Linux From Scratch)构建过程全记录(六):交叉编译临时工具

    写在前面 本章将展示如何使用刚刚构建的跨工具链来交叉编译基本实用程序. M4安装 和前文一样,先进行解压,然后cd进入 注意:不需要构建build文件夹,直接输入以下配置文件 ./configure ...

  10. Deepin20 LNMP环境搭建(又一个瞎折腾的经历)

    背景 最近头脑发热,想安装个Linux系统来办工,所以安装了Deepin20的系统,折腾了一天的LNMP的环境,记录一下瞎折腾的过程. lnmp 是一个常见的web开发的环境 nginx 如果安装过可 ...