渲染管道

【渲染管道】

1、吞吐量（throughput）度量总体每秒可产生的数据量。潜伏期（latency）度量单个数据需要花多少时间才能走完整个管道。

2、渲染管道概观

　　1）数字内容创作（digital content creation，DCC）：mesh和材质数据是由DCC应用程序创建。

　　2）资产调节管道（asset conditioning pipeline，ACP）：导出处理、链接多个种类的资产，生成内聚的整体。

　　3）应用程序阶段（CPU）

　　4）几何阶段（GPU）

　　5）光栅化阶段（GPU）

3、裁剪（clipping）阶段把三角形在平截头体以外的部分切掉。其原理是先判定哪些顶点在平截头体之外，而相交点会被裁剪后形成新的三角图元。

4、合并阶段不能编程，但高度可配置。若片段通过了所有测试，其颜色就会与帧缓冲原来的颜色进行混合。

5、几何着色器的输入为单个n顶点几何图元，其输出为0或多个图元，这些图元的种类可与输入的有所不同。

6、着色器的输出是将要写至帧缓冲的颜色。

7、在着色器编程中，访问内存只有2个方法：寄存器和纹理贴图。在调用着色器程序之前，GPU会从显存自动复制顶点或片段属性数据至适当的输入寄存器；当程序执行完成，GPU会把输出寄存器的内存写入显存，使数据能给予下个管道阶段。

8、在3）应用程序阶段，应用应该仅把可见的物体提交GPU，以免浪费宝贵的资源渲染总是看不见的物体。

9、把可见表中完全被其他物体遮挡的物体移除，称为遮挡剔除（occlusion culling）。常见的做法有入口系统，反入口系统。

10、GPU管道内的所有可配置参数称为硬件状态（hardware state）或渲染状态（render state）。这些状态设置完全由每个子网格对应的材质扬描述。如果在提交图元之间，我们忘记设置某方面的渲染状态，那么上一图元的设置便会“泄漏”至下一图元。叫做渲染状态泄漏（render state leak）。

11、深度预渲染（z prepass），关闭像素着色器并仅更新深度缓冲，GPU便会使用特设的双倍速度的渲染模式。在此渲染步骤中，不透明物体可按从前至后的顺序渲染，使尝试缓冲的写入次数变得最少。

12、渲染半透明几何物体时，我们必须接受频繁切换状态的成本。

13、对于大量物体的场景，全使用平截头体剔除每个这些物体，通常难以置信地耗费时间资源。通常精心设计场景图（scene graph）数据结构，可以迅速丢弃大量完全不接近摄像机下截头体的世界部分。如四叉树、八叉树、BSP树（binary space partitioning, BSP）

14、对于有室外平坦地形的游戏，四叉树非常合适。对于内容密集场景，反入口系统非常合适。