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[游戏开发]UnityShader入门精要(渲染流水线 一)

UnityShader入门精要(渲染流水线 一)

渲染流水线

?接着上回书说到,我根据《UnityShader入门精要来》这本书来一步一步的学习,这个系列是记录我的学习过程,方便以后查阅,因为我有一个很大的"优点",就是很容易忘!

乐乐女神在开始就说了,“没有了解渲染流水线的工作流程,就永远没法说自己入门”,这句话我有很深刻的印象,因为在面试的过程中,面试官会问,什么是渲染流水线?如果回答上来,说明你入门了,可以继续交流,如果这个都没说上来,那就证明不熟悉渲染,只是了解,不过也不是绝对的,有些大佬除外。

渲染流水线是啥?包含了什么?以及这条工作流程最终的结果是啥

阐释:

?渲染流水线的工作任务在于一个三维场景的触发,计算机需要从一系列的顶点数据,纹理等信息出发,然后又CPU和GPU来共同完成的

?上面说的很笼统,那就细分一下,将渲染分为三个阶段:

?应用阶段 --> 几何阶段 --> 光栅化阶段

image-20211122194636560
三个阶段
应用阶段:

?这个阶段是有我们的应用主导的,一般是CPU来负责的,对于这部分的内容有绝对的控制,或者说是可编程可开发的阶段,这个阶段有三个主要的任务

  1. 准备好场景数据,比如摄像机的位置,视椎体(如果学过Unity的码友,这个其实就是场景摄像机可以渲染的范围,如下图所示,我画的是一个平面的,在Unity中是一个梯形立方体形状),还有场景中包含的模型数据(顶点信息,法线的方向,顶点的颜色,纹理坐标),光源等

    image-20211122200532800

  2. 粗粒度剔除(先不要纠结,知道有这一步就好,其实简单理解就是粗略的筛选,将不需要的信息和不可见的物体剔除)

  3. 设置每个模型渲染状态,这些渲染的状态包括但不限于它使用的材质(漫反射,高光反射颜色),使用的纹理,使用的shader等,这里最最最重要的就是输出渲染所需的几何信息渲染图元,渲染图元可以是点,可以是线,也可以是三角面等。然后将这些渲染图元传递给下一个工作流水线----------几何阶段。

几何阶段:

?几何阶段处理我们要绘制的几何相关的工作,例如,需要绘制的图元是什么,怎样绘制他们? 在哪儿绘制?
?这一个阶段通常是在GPU上进行的。

?几何阶段负责和每一个图元打交道,进行逐顶点,逐多边形的操作,这个阶段可以分为更小的流水线,几何阶段还有一个很重要的任务就是把顶点坐标变化到屏幕空间中,再交给光栅器处理就好。对输入的渲染图元进行多歩拆解处理,然后将会输出屏幕空间的二维顶点坐标,每个顶点对应的深度值,着色等相关的信息,传递给光栅化阶段。

光栅化阶段:

?这一阶段将会使用几何阶段传递的数据产生屏幕上的像素,渲染出最终的图像,这一阶段也是在GPU上进行的,光栅化的任务就是决定每个渲染图元中的那些像素被绘制到屏幕上来,它需要对几何阶段得到的逐顶点数据(如纹理坐标,顶点颜色等)插值,然后逐像素处理。

总结:

?其实这三个流水线是让我们在学习或者是认识流水线的时候划分的三个阶段,每一个阶段中间还有很多小的流水线,明天的章节中,是GPU真正实现上述概念的流水线。

茶后杂谈:

?其实之前有学过一段时间,但是晒网了,没有继续保持,导致自己迷茫了很长一段时间,现在准备从最基础开始一步一步的向前走,将基础走牢固,切记不可眼高手低,哪怕是很小的知识点,也需要去记忆巩固,走好每一步,永远相信自己,这个系列我会一直更新,每天学一点,不为别的,只为自己更新。

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加:2021-11-24 08:17:37  更:2021-11-24 08:19:02 
 
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