OpenGL--渲染流程解析

1.客户端-服务端

OpeneGL渲染流程是遵循客户端-服务器模式的，客户端与服务端协作完成图形图像的渲染流程。

  客户端：负责发送OpenGl命令（如OprnGLAPI、C++代码等）至服务端，客户端运行于CPU中，在主系统内存中的驱动程序中执行，将渲染命令和数组进行组合，并发送到服务端。
  服务端：负责执行OpenGL命令，进行主要的渲染操作，服务端运行于GPU中。
  客户端与服务端在功能上是异步的，他们各自是独立的软件块或硬件块。图形渲染的过程就是客户端与服务端持续通信的过程。如果客户端停止工作等待服务端或者服务端停止工作等待客户端，这种情况称为管线停滞。

2.着色器

  着色器是用GLSL语言编写的程序，用于处理客户端传入的数据。

  顶点着色器：处理客户端输入的原始数据，进行计算光照效果、位移值、颜色值等。而且每个顶点对应一次顶点着色器的执行。这个阶段对于所有的OpenGl程序都是必需的。
  片元着色器：将纹理数据、Uniforms数据等进行处理，输出屏幕上将看到的颜色值数据。这个阶段对于所有的OpenGl程序都是必需的。
  着色器有了，那么着色器使用的数据有哪些呢？着色器接收的数据类型主要有三种：属性、纹理Uniforms。

3.着色器使用数据类型

• Attribute属性

  定义每个顶点特性的数据元素，可以是纹理坐标、颜色值、光照计算等。

  属性值数据类型可以是浮点型、整型、布尔型。
  属性会从本地客户机内存中复制在图形硬件中的缓冲区上，直接用于顶点着色器使用。
  这些属性对每个顶点都要做改变，但并不意味着它们的值不能重复。通常情况下，它们都是不一样的，但有可能整个数组都是同一值的情况。

• Uniform值

  描述了一类可以无限次使用的统一值，可以是表面统一颜色值，也可以是一个时间值，可以在每次渲染某种类型顶点时修改它。

  Uniform值在每个批次改变一次，而不是每个顶点改变一次。
  Uniform值最常见的应用是在顶点渲染中设置变换矩阵。
  Uniforms值数据类型可以是浮点型、整型、布尔型，还可以是标量类型、矢量类型、uniform矩阵等。
  可用于顶点着色器和片元着色器，例如存储着色器的设置方法：

GLint UseStockShader(GLT_STOCK_SHADER nShaderID, ...);

  该方法使用了Uniform参数来匹配着色器类型，不同的参数GLT_STOCK_SHADER，对应不同的存储着色器，如使用平面着色器：

GLT_STOCK_SHADER值为GLT_SHADER_FLAT：shaderManager.UseStockShader(GLT_SHADER_FLAT, transformPipeline.GetModelViewProjectionMatrix(), vBlack);

• Texture Data纹理

  用于渲染于图形表面的数据类型，可通俗理解为图片。传递给顶点着色器与片元着色器，着色器对纹理数据进行采样并在图形表面进行渲染。

  纹理数据，不仅仅表现在图形，很多图形文件格式都是以无符号字节（每个颜色通道8位）形式对颜色分量进行存储的。纹理的应用例如：
  滤镜：其实就是对纹理数据进行处理，在处理过程中改变纹理在读取时候的颜色值。
  渲染立方体：可以使用线框，可以使用颜色填充，也可以使用纹理填充。

4.输出

  输出数据是作为一个阶段着色器处理结果的输出而定义的，而对应后续阶段的着色器则作为输入。也可简单理解为渲染过程从一个阶段传递到下一个阶段的标志。

参考：
1.《OpenGL编程指南(原书第8版)》
2. CC老师_HelloCoder：OpenGL渲染管线流程解析
3. 凡几多：OpenGL基础渲