介绍5---OpenGL Pipeline

之前讲述的都是将OpenGL Pipeline当中一个整体来看的，接下去，我们开始探索其内部了。

 

 

一. 顶点处理

三维空间中的物体，从几何角度来说，是由多个顶点构成的，所以OpenGL Pipeline的第一个步骤就是顶点处理。计算每个顶点的属性，比如这个顶点在当前光照条件下应该是什么颜色的，在当前的视野下应该做的坐标变换等等。在这个步骤，每个顶点都是被独立处理的，不存在相互依赖关系。本阶段的输出还是顶点。

 

二. 图元处理

三维空间中的物体，从几何角度来说，可以分解成点、线段、三角形等，我们称这些基础形状为图元Primitive。在这个阶段，顶点组合成图元，确定这些图元是面向观察者还是背向观察者，如果图元部分在视野范围之外，那要进行相应的裁剪，即去除看不见的顶点，引入新的边界处顶点，组成数个新的图元等等。本阶段的输出是由顶点组成的图元包括点、线段和三角形。

 

三. 光栅化

最终的绘制效果是我们在显示器上看到的一个个像素pixel，所以，我们还需要将图元光栅化，光栅化的结果是多个fragment，fragment和像素在位置上一一对应，只是具有更多的属性。有时候，我们会将Fragment和像素混用。

-点： 根据点的大小，计算出这个点包括哪几个像素

-线： 根据线长和线宽，计算最终屏幕上的哪些像素可以表现出这个线段

-三角形：根据三个顶点，计算被此三角形覆盖的像素

 

对每个被光栅化出来的像素/fragment，根据此像素和顶点的几何关系，将顶点数据进行插值，即得到fragment的诸如位置坐标、颜色等属性的值。例如下图，三角形ABC中被光栅化出来的像素D点，D点的属性值由ABC三点线性插值而来，假如D点是三角形重心，则D点的各种属性的值是（A点值+B点值+C点值）/3。

 

图.

 

【扩展】插值并不只是简单的线性加权，可能会涉及到是否perpspective-correct的考虑，在此简化为线性插值。

 

四. Fragment处理

Fragment处理的数据量远超过顶点处理环节，因为顶点处理环节只处理图元关键的顶点，而Fragment处理环节则是处理被该图元覆盖的所有像素，最主要功能是改变像素的颜色值。在这个步骤，每个像素都是被独立处理的，不存在相互依赖关系。本阶段的输出还是像素。

 

五. FrameBuffer处理

本环节处理的还是fragment，只是，还需要考虑最终frame buffer中的数据，决定对fragment的取舍修改等。

 

六. 2D处理

OpenGL除了定义3D操作外， 实际上还定义了2D操作，诸如对字体、位图等的支持。

 

【说明】诸如evaluator、selection、feedback、display lists用的并不广泛，将被省略。