Ue4----渲染流程

整体流程

1.应用阶段->几何阶段->光栅化阶段->逐片元处理->后处理
·应用阶段：粗粒度剔除，进行渲染设置，准备基本数据，输出到几何阶段。
·几何阶段：顶点着色器，曲面积分，几何着色器，顶点裁剪，屏幕映射。
·光栅化阶段：三角形（点/线）设置，三角形（点/线）遍历，片段着色器。
·逐片元操作：裁剪测试，透明度测试，深度测试，模板测试，混合。
·后处理。

2.CPU–》--》–》--》–》--》–》--》–》--》–》--》–》--》–》--》–》GPU

应用阶段---------------几何阶段----------------光栅化------------------逐片元操作

准备基本- 顶点着色- 三角形设置 像素着色
场景数据 | Triangle Set Up Fragment Shader
| 可选顶点处理 | |
加速算法 | 三角形遍历 颜色混合
粗粒度剔除 投影 Triangle Traversal Color Blending
| | |
设置渲染状态 剪裁 目标缓冲区
准备渲染参数 Clipping FrameBuffer
| |
调用Draw Call 屏幕映射
输出渲染图元
到显存

一、应用阶段

·准备基本场景数据：场景物体数据，摄像机数据，光源及阴影数据，其他全局数据。
·加速算法粗粒度剔除：碰撞检测，加速算法，遮挡剔除，其他算法。
·设置渲染状态，准备渲染参数：绘制设置，绘制顺序，渲染目标，渲染模式
·调用Draw Call输出渲染图元到显存：顶点数据，其他数据。

1.基本场景数据

·场景物体数据：物体变换数据，位置，旋转，缩放等；物体网格数据，顶点位置，UV贴图。
·光源信息：光源类型，方向光，点光，聚光等。
·摄像机参数|：位置，方向，远近裁剪平面；正交/透视（FOV）；视口比例/尺寸等。

2.光源和阴影

·设置光源：方向光，颜色，方向等；点光源，颜色，位置，范围等；聚光源，颜色，位置，方向，内外圆锥角等。
·设置阴影：是否需要阴影，判断该光源可见范围内是否可投射阴影的物体；阴影参数，对应光源序号，阴影强度，级联参数，深度偏移，近平面偏移等。
·逐光源绘制阴影贴图：近平面偏移，逐级联，计算当前光源+级联对应的观察矩阵，投影矩阵，以及对应到阴影贴图里的视口区域，绘制到阴影贴图。

3.加速算法 粗粒度剔除

·可见光裁剪
·可见场景物体裁剪：八叉树，BSP树，KD树，BYH。

4.渲染设置

·绘制设置：使用着色器，合批方式
·绘制物体的顺序（可以有多种方式）：相对摄像机的距离，材质RenderQueue，UICanvas，其他方式等。
·渲染目标：FrameBuffer，RenderTexture。
·渲染模式：前向渲染，延迟渲染。

5.输出到显存

·顶点数据：位置，颜色，法线，纹理UV坐标，其他顶点数据。
·其他数据：MVP变换矩阵，纹理贴图，其他数据。

二、几何阶段

1.顶点着色

顶点着色是完全可编程的，通常用于实现顶点的空间变换，顶点着色等功能。它的输入来自CPU，顶点着色器的处理单位是顶点，也就是说输入进来的每个顶点都会调用一次顶点着色器。顶点着色器不可以创建或销毁任何顶点，而且无法得到顶点之间的关系，正是因为这种独立性，GPU可以利用本身的特性并行化处理每一个顶点，这意味着处理会比较快。可依据MVP变换矩阵，完成三位转二维屏幕映射的转换。

2.曲面细分

曲面细分着色器是一个可选着色器，可将模型顶点曲面细分，用于细分图元。

3.投影

根据相机的正交或透视，投影响应的顶点信息到标准画布。

4.裁剪

根据视口范围裁剪掉视口以外的模型和视口以外的点，裁剪物体时会自动给物体生成新的两个点。

5.屏幕映射

将投射到画布的画面缩放映射到显示屏幕上

三、光栅化阶段

三角形设置-三角形遍历

1.三角形设置

三角形设置将模型点点投射在画布的片元信息，进行顶点的渐变连线，绘制出三角形。

2.三角形遍历

三角形遍历，将三角形内部的点查找，遍历一个三角形面片（一个像素可能是多个片元的混合）
抗锯齿处理
·SSAA：对图像在原有像素的基础上，放大像素n倍，对放大的图像进行向下降级采样。
·MSAA：在光栅化阶段，把一个样本拆成4个进行精心的计算。
·FXAA：后期处理技术不在渲染阶段。

四、逐片元操作

1.片元着色

利用顶点映射的顶点信息中的顶点颜色，逐片元渐变内部顶点颜色，得到某个顶点颜色，这些颜色在和光照信息，透明信息等混合得到最终颜色。

2.颜色混合

·透明度混合：根据数值大小依次剔除
·颜色混合：记录第一个物体深度值放入深度缓存，然后依次记录下一个物体深度和深度缓存进行比较，最终决定片元呈现那个物体的颜色。