【GPU驱动】OpenGLES图形管线渲染机制

OpenGLES图形管线渲染机制

OpenGL/ES 的渲染管线也是一个典型的图形流水线（Graphics Pipeline），包括多个阶段，每个阶段都负责对图形数据进行处理。管线的核心目标是将图形数据转换为最终的图像，这些图像可以显示在屏幕上。

OpenGL/ES 渲染管线可以分为以下几个主要阶段：

顶点数组与缓冲区：顶点数据通常保存在顶点缓冲区对象（VBO）中，并传递给顶点着色器进行处理。OpenGL/ES中的顶点数据通常是通过顶点数组对象（VAO）来组织和管理。

顶点着色器：用在传统的基于顶点的操作，例如位移矩阵、计算光照方程、产生贴图坐标。负责处理每个输入的顶点。它接收顶点数据（如位置、颜色、纹理坐标等），然后进行各种变换（如从世界空间到屏幕空间的变换），计算光照等。顶点着色器的输出通常是经过变换后的顶点坐标和其他顶点相关的属性（如颜色、法线等）。

顶点着色器的输入包括：着色器程序（顶点上执行操作的顶点着色器程序源代码或可执行文件）、属性（顶点数组提供的每个顶点的数据）、统一变量（顶点着色器使用的不变数据）、采样器（顶点着色器使用纹理的特殊统一变量类型）。

顶点着色器的输出称作顶点着色器输出变量。在图元光栅化阶段，为每个生成的片段计算这些变量作为片段着色器的输入传入。

图元装配：经过顶点着色器处理后的顶点会被送到图元装配阶段。此时，顶点被组合成基本的图形元素（如点、线段或三角形）。

光栅化是将几何图元转换为片段（Fragment）的过程，片段是最终被输出到屏幕的像素的候选者。光栅化决定了哪个图元对应哪些屏幕上的像素。光栅化的核心任务是生成每个像素的位置及其相关数据。

片段着色器：处理每个片段并计算最终的像素颜色, 输出是该片段的颜色值，通常是 RGBA 值。片段着色器通常会进行纹理采样（从纹理中获取颜色信息）、光照计算（基于光源和表面属性计算颜色）、颜色混合（混合透明度效果或其他颜色效果）。

片段着色器的输入包括：输入（顶点着色器生成的数据）、统一变量（片段着色器使用的状态）、采样器（着色器中的纹理图像）、代码（片段着色器源代码）。 片段着色器的输出是一个或者多个片段颜色，传递到管线的逐片段操作部分。