OpenGLrenderpipeline

一.什么是openGL

OpenGL被定义为“图形硬件的一种软件接口”。从本质上说，它是一个3D图形和模型库，具有高度的可移植性，具有非常快的速度。

二.管线

管线这个术语描述了opengl渲染的整个过程。openGL采用cs模型：c是CPU，s是GPU，CPU给GPU的输入是vertex信息和Texture信息以及uniform , GPU的输出是显示器上显示的图像。下面这2个图比较清楚的讲解了opengl的渲染管线。

三.管线详解

下面这个图取自《OpenGL ES 3.0编程指南》，此流程为可编程管线。

1.VBO/VAO (顶点缓冲区对象或顶点数组对象):

VBO/VAO（到底是啥，下回讲解）是cpu提供给GPU的顶点信息，包括了顶点的位置、法向量、顶点索引、颜色（只是顶点的颜色，和纹理的颜色无关）、纹理坐标（用于纹理贴图）等顶点信息。
2.VertexShader(顶点着色器):

顶点着色器是处理VBO/VAO提供的顶点信息的程序。VBO/VAO提供的每个顶点都执行一遍顶点着色器。Uniforms（一种变量类型）在每个顶点保持一致，Attribute每个顶点都不同（可以理解为输入顶点属性）。执行一次VertexShader输出一个Varying和gl_positon。 主要完成一下工作：1.顶点位置变换 2.计算顶点光照 3.纹理坐标变换

3.PrimitiveAssembly(图元装配):

顶点着色器下一个阶段是图元装配，图元(prmitive)是三角形、直线或者点精灵如:GL_POINTS、GL_LINES、GL_TRIANGLES等几何对象。这个阶段，把顶点着色器输出的顶点组合成图元。

4.rasterization(光栅化):

光栅化是将图元转化为一组二维片段的过程，然后这些片段由片段着色器处理（片段着色器的输入）。由图元处理传递过来的图元数据.在此将会被分解成更小的单元并对应帧缓冲区的各个像素.这些单元被称之为片元. 一个片元可能包含窗口左边、深度、颜色、纹理坐标等属性。

5.FragmentShader(片段着色器):

片段着色器为片段（像素）上的操作实现了通用的可编程方法，光栅化输出的每个片段都执行一遍片段着色器，对光栅化阶段生成每个片段执行这个着色器，生成一个或多个（多重渲染）颜色值作为输出。

6.Per-Fragment Operations（逐片段操作）

在此阶段，每个片段上执行如下功能:

（1）pixelOwnershipTest（像素归属测试）：

这个用来确定帧缓冲区中位置（x，y）的像素是不是归当前上下文所有。例如，如果一个显示帧缓冲区窗口被另一个窗口所遮蔽，则窗口系统可以确定被遮蔽的像素不属于此opengl的上下文，从而不显示这些像素。

（2）ScissorTest（剪裁测试）：

如果该片段位于剪裁区域外，则被抛弃

（3）StencilTest and DepthTest（模板和深度测试）：

深度测试比较好理解，若片段着色器返回的深度小于缓冲区中的深度，则舍弃。模板测试没有用过，不清楚具体功能，猜测功能应该和名字一样，模板形状内可通过。

（4）Blending（混合）：

将新生成的片段颜色值与保存在帧缓冲区的颜色值组合起来，产生新的RGBA。

（5）dithering（抖动）：

不知道这个是神马作用？

最后把产生的片段放到帧缓冲区（前缓冲区或后缓冲区或FBO）中，若不是FBO，则屏幕绘制缓冲区中的片段，产生屏幕上的像素。
7.固定管线

固定管线是没有shader参与的OpenGL绘制管线，OpenGL3.0已经废除了这个功能。固定管线的流程如下所示：

8.可编程管线：

OpenGL 2.0引入了可编程管线，shader得到支持，流程如下图所示：