unity ui渲染在前 unity 渲染流程

目录

• 渲染流水线
• CPU和GPU之间的通信
• GPU流水线

• 顶点着色器
• 裁剪
• 屏幕映射
• 三角形设置
• 三角形遍历
• 片元着色器
• 逐片元操作

渲染流水线

RTR中将一个渲染流程分为三个阶段：应用阶段（Application Stage）、几何阶段（Geometry Stage）、光栅化阶段（Rasterier Stage）。

• 应用阶段
  由开发者应用主导，通常用CPU来实现。这个阶段的主要任务有：准备场景数据，例如摄像机位置、视锥体、场景中的模型、光源等；提高渲染性能，做粗粒度剔除（Culling）把不可见物体排除；设置渲染状态，包括材质、纹理、Shader。
  这一阶段最重要的输出是渲染图元（Rendering primitives），可以是点、线、三角面等。
• 几何阶段
  几何阶段用于处理和绘制几何相关的事情，它处理每个图元，进行逐顶点、逐多边形的操作，通常在GPU上运行。
  最重要的任务是把顶点坐标变换到屏幕空间中，再交给光栅器进行处理，输出的是屏幕空间的二维顶点坐标、每个顶点对应的深度值和着色等信息。
• 光栅化阶段
  光栅化使用上个阶段的数据产生屏幕上的像素，渲染出最终的图像，也在GPU上运行。任务是决定哪些像素被绘制，它对逐顶点数据进行插值，再进行逐像素处理。

CPU和GPU之间的通信

CPU应用阶段可大致分为下面三个阶段：把数据加载到显存中、设置渲染状态、调用Draw call。

• 把数据加载到显存中
  硬盘 → 系统内存 → 显存
• 设置渲染状态
  设置使用的着色器、光源属性、材质等
• 调用Draw call
  CPU向GPU发起命令，它只指向一个图元列表

GPU流水线

顶点着色器

处理单位是顶点，即每个顶点都会调用一次。顶点着色器本身不能创建或销毁任何顶点，且无法得到顶点之间的关系。
主要工作是：坐标变换、逐顶点光照

裁剪

裁剪是不可编程的，但我们可以自定义裁剪操作来对这个步骤进行配置。

屏幕映射

即把图元坐标转化成屏幕坐标，两种图形API有不同：

三角形设置

计算三角网格表示数据

三角形遍历

检查每个像素是否被一个三角网格覆盖，如果是，就生成一个片元（fragment），这个阶段也称为扫描变换。

片元不是真正意义上的像素，它包含状态的集合，如屏幕坐标、插值得到的深度信息，以及其他从几何阶段输出的法线、纹理坐标等信息。

片元着色器

逐片元操作

逐片元操作是OpenGL中的说法，DirectX中称为输出合并阶段。它完成几个重要任务。

1. 决定每个片元的可见性，涉及深度测试、模板测试等。
2. 通过测试的片元才能和颜色缓冲区混合。