OpenGL 渲染管線流程解析

這張圖對於想要掌握OpenGL的開發者很是重要.並且第一次看也許你們對於它的理解會比較薄. 但願你們能後期可以多看這個圖. 由於咱們在處理任何圖形渲染,都是依據它. 基於OpenGL 封裝的框架都是也都是遵循這個圖的規則.

接下來,咱們來了解2個很是重要的端.

客戶端,服務端

這裏的客戶端和服務端並非咱們常說的iOS/安卓並稱爲客戶端,後臺稱爲服務端. 在這個圖中,管線分爲上下2部分，上部分是客戶端，而下半部分則是服務端。

• 客戶端是存儲在CPU存儲器中的，而且在應用程序中執行，或者在主系統內存的驅動程序中執行。驅動程序會將渲染命令和數組組合起來，發送給服務器執行！（在一臺典型的我的計算機上，服務器就是實際上就是圖形加速卡上的硬件和內存）
• 服務器和客戶機在功能上也是異步的。它們是各自獨立的軟件塊或硬件塊。咱們是但願它們2個端都儘可能在不停的工做。客戶端不斷的把數據塊和命令塊組合在一塊兒輸送到緩衝區，而後緩衝區就會發送到服務器執行。
• 若是服務器中止工做等待客戶機，或者客戶機中止工做來等待服務器作好接受更多的命令和準備，咱們把這種狀況成爲管線停滯

着色器

上圖的Vertex Shader(頂點着色器) 和 Fragment Shader(片斷着色器)。

• 着色器是使用GLSL編寫的程序，看起來與C語言很是相似。 着色器必須從源代碼中編譯和連接在一塊兒。最終準備就緒的着色器程序
• 頂點着色器-->處理從客戶機輸入的數據、應用變換、進行其餘的類型的數學運算來計算關照效果、位移、顏色值等等。（**爲了渲染共有3個頂點的三角形，頂點着色器將執行3次，也就是爲了每一個頂點執行一次）在目前的硬件上有多個執行單元同時運行，就意味着全部的3個頂點能夠同時進行處理！
• ==圖上（primitive Assembly== 說明的是：3個頂點已經組合在一塊兒，而三角形已經逐個片斷的進行了光柵化。每一個片斷經過執行 片元着色器 進行填充。片元着色器會輸出咱們將屏幕上看到的最終顏色值。

重點！
咱們必須在這以前爲着色器提供數據，不然什麼都沒法實現！
有3種向OpenGL 着色器傳遞渲染數據的方法可供咱們選擇
1.屬性
2.uniform 值
3.紋理

屬性、uniform值、紋理、輸出

屬性

屬性：就是對每個頂點都要做改變的數據元素。實際上，頂點位置自己就是一個屬性。屬性值能夠是浮點數、整數、布爾數據。

• 屬性老是以四維向量的形式進行內部存儲的，即便咱們不會使用全部的4個份量。一個頂點位置可能存儲（x,y,z），將佔有4個份量中的3個。
• 實際上若是是在平面狀況下：只要在xy平面上就能繪製，那麼Z份量就會自動設置爲0；
• 屬性還能夠是：紋理座標、顏色值、關照計算表面法線
• 在頂點程序（shader渲染）能夠表明你想要的任何意義。由於都是你設定的。
• 屬性會從本地客戶機內存中複製存儲在圖形硬件中的一個緩衝區上。這些屬性只提供給頂點着色器使用，對於片元着色器木有太大意義。
• 聲明：這些屬性對每一個頂點都要作改變，但並不意味着它們的值不能重複。一般狀況下，它們都是不同的，但有可能整個數組都是同一值的狀況。

Uniform值

屬性是一種對整個批次屬性都取統一值的單一值。它是不變的。經過設置uniform變量就緊接着發送一個圖元批次命令，Uniform變量實際上能夠無數次限制地使用，設置一個應用於整個表面的單個顏色值，還能夠設置一個時間值。在每次渲染某種類型的頂點動畫時修改它。

• 注意：這裏的uniform 變量每一個批次改變一次，而不是每一個頂點改變一次。
• uniform變量最多見的應用是在頂點渲染中設置變換矩陣
• 與屬性相同點：能夠是浮點值、整數、布爾值
• 與屬性不一樣點：頂點着色器和片元着色器均可以使用uniform變量。uniform 變量還能夠是標量類型、矢量類型、uniform矩陣。

紋理

傳遞給着色器的第三種數據類型：紋理數據

• 在頂點着色器、片斷着色器中均可以對紋理數據進行採樣和篩選。
• 典型的應用場景：片斷着色器對一個紋理值進行採樣，而後在一個三角形表面應用渲染紋理數據。
• 紋理數據，不只僅表如今圖形，不少圖形文件格式都是以無符號字節（每一個顏色通道8位）形式對顏色份量進行存儲的。

輸出

在圖表中第四種數據類型是輸出（out）；輸出數據是做爲一個階段着色器的輸出定義的，二後續階段的着色器則做爲輸入定義。

• 輸出數據能夠簡單的從一個階段傳遞到下一個階段，也能夠用不一樣的方式插入。
• 客戶端的代碼接觸不到這些內部變量咱們的OpenGL開發暫時接觸不到。

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