vulakn教程--Drawing a Triangle--Pipeline--Introduction

前言(Introduction)

　　Pipeline 是指图形系统对图像信息进行一系列处理的过程，这些图像信息包括顶点信息(坐标、法向量…),像素信息(图像、纹理…)等,最终这些处理好的数据将被放到帧缓冲区(FrameBuffer)中供应用获取。

图1-Pipeline过程

　　a.输入装配器(Input assembler) : 从Vertex Buffer 或 Index Buffer 中搜集原始顶点数据。

　　B.顶点着色器(Vertex Shader): 每一个顶点都会运行一次Vertex Sahder,它将顶点的原始坐标(model space)转换成屏幕坐标(screen space)，并为pipeline的下一个阶段提供输入。

　　c.细分着色器(Teseellation) : 将几何图形细分成更多、更小的三角形使得渲染表面和边缘更加平滑。如下图:

图2-细分

　　d.几何着色器(Geometry Shader) :作用于每一个图原(primitive)(点，线，三角形),在操作的过程中可能会丢失部分图原，也能会增加图原，功能和Teseellation差不多，但更为复杂，Geometry Shader现在用的并不多，除了Intel的集成显卡外，它在其他类型显卡上的运行性能让人抓狂。

　　e.光栅化(Rasterization) : 可能叫做像素化更好理解一些。它将图原(primitive)离散成片原(fragments)，每一个片原代表FrameBuffer中的一个像素信息，对应于屏幕上的一点的颜色和不透明度等信息，屏幕外的片原将被丢弃，Vertex Shader 的输出结果会和片原做进一步的插值计算。由于深度关系，那些在其他片原后面的片原同样会被丢弃。如下两幅图: 

图3-边缘像素化

图4-区域像素化

　　f.片原着色器(Fragment Shader) : 对于每一个片原，Fragment Shader 都会调用一次，并决定片原使用何种颜色和何种深度值来填充哪一个FrameBuffer(s)。你可以使用来自Vertex Shader的被插值后的数据，这些数据可以包含用于光照的的纹理坐标和法线。

　　g.颜色混合器(Color blending) : 用于混合在同一FrameBuffer 中不同片原映射的同一像素的情况，你可以选择覆盖、相加或混合它们。

　　图1-Pipeline 过程图中，绿色的模块表示固定的功能，它们所做的工作已经被预定义好了，不过你可以通过一些参数来进行一些设置。而橙色的模块属于可编程部分，这意味着你可以编写自己的代码使显卡按照你的目的去执行。

　　在Vulkan中Pipeline 是不可改变的，这意味着如果你想改变着色器、绑定不同的FrameBuffer、改变混合功能(blend function)，etc，你必须从头开始重建Pipeline。喜忧参半…。

　　由于你使用Pipeline的具体目的不同，一些可编程模块就成了可选项，比如，如果你只想画一个几何图形，那么Teseellation 和 Geometry Sahder 就可以不需要了。