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?  Vertex Shader和Fragment Shader是可程式化管線。

 

?  Vertex Array/Buffer objects：頂點資料來源，這時渲染管線的頂點輸入，通常使用Buffer objects效率更好。在今天的樣本中，簡單起見，使用的是 Vertex Array；

 

?  Vertex Shader：頂點著色器通過可程式化的方式實現對頂點的操作，如進行座標空間轉換，計算 per-vertexcolor以及紋理座標；

 

?  Primitive Assembly：圖元裝配，經過著色器處理之後的頂點在圖片裝配階段被裝配為基本圖元。OpenGL ES 支援三種基本圖元：點，線和三角形，它們是可被 OpenGL ES 渲染的。接著對裝配好的圖元進行裁剪（clip）：保留完全在視錐體中的圖元，丟棄完全不在視錐體中的圖元，對一半在一半不在的圖元進行裁剪；接著再對在視錐體中的圖元進行剔除處理（cull）：這個過程可編碼來決定是剔除正面，背面還是全部剔除。

 

?  Rasterization：光柵化。在光柵化階段，基本圖元被轉換為二維的片元(fragment)，fragment 表示可以被渲染到螢幕上的像素，它包含位置，顏色，紋理座標等資訊，這些值是由圖元的頂點資訊進行插值計算得到的。這些片元接著被送到片元著色器中處理。這是從頂點資料到可渲染在顯示裝置上的像素的質變過程。

 

?  Fragment Shader：片元著色器通過可程式化的方式實現對片元的操作。在這一階段它接受光柵化處理之後的fragment，color，深度值，模版值作為輸入。

 

?  Per-Fragment Operation：在這一階段對片元著色器輸出的每一個片元進行一系列測試與處理，從而決定最終用於渲染的像素。

頂點變換和光照（T&L）

在一個物體被繪製到螢幕之前，必須先計算它的光照，並且將它從3D世界轉換到螢幕二維座標系中（這兩個過程稱為光照和頂點變換，也就是T&L， Transformation & Lighting）。

 

? 世界變換

 

世界變換就是將物體頂點座標從模型空間轉換到世界空間。

 

平移變換

旋轉變換

 

繞x軸旋轉θ角

繞y軸旋轉θ角

繞z軸旋轉θ角

縮放變換

?  觀察變換

 

以攝像機位置為參考原點，攝像機觀察的方向為座標軸，建立的座標系稱為觀察座標系

 

?  投影變換

 

將三維物體投影到二維表面上，即投影到虛擬攝像機的膠片上，這個過程就是投影變換。以膠片中心為參考原點的空間座標系稱為投影座標系，物體在投影座標系中的座標稱為投影座標

 

? 視區變換

 

物體在投影座標系中的表示為浮點座標，通過定義螢幕顯示地區(一般為顯示視窗大小)，將浮點座標轉化為像素座標的過程稱為視區變換，該像素座標值稱為螢幕座標。例如，如果定義社區大小為寬640像素，高480像素，那麼投影座標（1.0f,05.f）經過社區變換螢幕座標為(640,240)，如果定義視區大小為寬1024像素，高800像素，經過社區變換螢幕座標為（1024，400）。

?  頂點著色器(VertexShader)

?  Attributes：使用頂點數組封裝每個頂點的資料，一般用於每個頂點都各不相同的變數，如頂點位置、顏色等。

 

?  Uniforms：頂點著色器使用的常量資料，不能被著色器修改，一般用於對同一組頂點組成的單個3D物體中所有頂點都相同的變數，如當前光源的位置。

 

?  Samplers：這個是可選的，一種特殊的uniforms，表示頂點著色器使用的紋理。

 

?  Shader program：頂點著色器的源碼或可執行檔，描述了將對頂點執行的操作。

 

? Varying：varying變數用於儲存頂點著色器的輸出資料，當然也儲存片元著色器的輸入資料，varying 變數最終會在光柵化處理階段被線性插值。頂點著色器如果聲明了varying 變數，它必須被傳遞到片元著色器中才能進一步傳遞到下一階段，因此頂點著色器中聲明的varying 變數都應在片元著色器中重新聲明同名同類型的 varying 變數。OpenGL ES 2.0 也規定了所有實現應該支援的最大 varying 變數個數不能少於 8 個。

圖元裝配

頂點著色器之後，渲染流水線的下一個階段是圖元裝配，圖元是一個能用opengl es繪圖命令繪製的幾何體，繪圖命令指定了一組頂點屬性，描述了圖元的幾何形狀和圖元類型。頂點著色器使用這些頂點屬性計算頂點的位置、顏色以及紋理座標，這樣才能傳到片元著色器。在圖元裝配階段，這些著色器處理過的頂點被組裝到一個個獨立的幾何圖元中，例如三角形、線、點精靈。對於每個圖元，必須確定它是否位於視椎體內(3維空間顯示在螢幕上的可見地區)，如果圖元部分在視椎體中，需要進行裁剪，如果圖元全部在視椎體外，則直接丟棄圖元。裁剪之後，頂點位置轉換成了螢幕座標。背面剔除操作也會執行，它根據圖元是正面還是背面，如果是背面則丟棄該圖元。經過裁剪和背面剔除操作後，就進入渲染流水線的下一個階段：光柵化。

 光柵化和像素處理

光柵化階段把圖元轉換成片元集合，之後會提交給片元著色器處理，這些片元集合表示可以被繪製到螢幕的像素。如所示：

? 片元著色器(FragmentShader)

片元著色器對片元實現了一種通用的可程式化方法，它對光柵化階段產生的每個片元進行操作

?  Varying variables：頂點著色器輸出的varying變數經過光柵化插值計算後產生的作用於每個片元的值。

 

?  Uniforms：片元著色器使用的常量資料

 

?  Samplers：一種特殊的uniforms，表示片元著色器使用的紋理。

 

?  Shader program：片元著色器的源碼或可執行檔，描述了將對片元I執行的操作。