註：資料整理自《Unity Shader入門精要》一書

一、渲染流程概念階段：

應用階段：（1）準備好場景數據：（如攝像機位置，物體以及光源等）

　　　　　　 （2）粗粒度剔除（Culling）：（把不可見物體剔除，不導入下一階段）

　　　　　　 （3）設置每個模型的渲染狀態：（如材質、紋理、shader等），輸出渲染圖元（rendering primitives）（如點、線、三角面等幾何信息）並傳遞至下一階段

幾何階段：（1）在GPU上處理繪制幾何所需要的相關操作（具體操作細分在隨後的GPU流水線中介紹）

　　　　　　 （2）重要操作：把頂點坐標變換到屏幕空間中，再交給光柵器處理

　　　　　　 （3）隨後輸出屏幕空間的二維頂點坐標，每個頂點的深度值、著色信息等至下一階段

光柵化階段：（1）利用上一階段的數據在屏幕上產生像素，並渲染出最終圖像（由逐頂點數據 -> 到逐像素數據）

註：這只是概念化的渲染階段，具體硬件上的流程請參考下面的GPU流水線

二、GPU流水線：

幾何階段

頂點著色器（Vertex Shader）：完成的主要工作有：坐標變換和逐頂點光照

裁剪（Clipping）：將不在攝像機範圍內的物體剔除掉

屏幕映射（Screen Mapping）：

　　　　輸入：上一階段的單位立方體內的三維坐標

　　　　　輸出：二維屏幕坐標系（Screen Coordinates），與分辨率有關

　　　　　保留Z軸坐標（深度值），與屏幕坐標系構成窗口坐標系（Window Coordinates）

光柵化階段

光柵化階段有兩個重要目標：

　　　　計算每個圖元覆蓋哪些像素

　　　　替這些像素計算顏色

百科：光柵化(Rasterization)是把頂點數據轉換為片元的過程，具有將圖轉化為一個個柵格組成的圖象的作用

三角形設置（Triangle Setup）：

　　　　計算光柵化一個三角網格所需的信息（如坐標信息等）

三角形遍歷（Triangle Traversal）：

　　　　檢查每個像素是否被三角形網格所覆蓋，如果是，則生成一個片元（Fragment）

　　　　通過三角網格來判斷覆蓋了哪些像素，並用3個頂點的頂點信息對這些像素插值

　　　　　　註：片元並不相當於像素，相比於像素還多了很多信息（如坐標，深度值、法線、紋理坐標等）

片元著色器（Fragment Shader）：

　　　　　　輸入：上一階段的插值數據

　　　　　　　 輸出：顏色值（一個或多個）

逐片元操作（Per-Fragment Operations（OpenGL））：

　　　　　　　（Output-Merger（DirectX））

　　主要任務：（1）決定每個片元的可見性

　　　　　　　 （2）如果一個片元通過所有測試，則把這個片元的顏色值和已儲存在顏色緩沖區中的顏色合並

　　模範測試和深度測試是可配置的，通常將片元的模板值/深度值與開發者給定的值進行比較，然後決定是否舍棄該片元

　　混合也是可配置的，決定是覆蓋上一次顏色緩沖區中值還是進行合並（如透明效果）　　　　　　　　

三、其余補充

關於Draw Call

首先DrawCall通俗講就是CPU對GPU發出的一個命令（CPU調用圖像編程的API（如OpenGL和DirectX）以命令GPU開始渲染）

大致上的渲染階段：CPU階段：CPU從硬盤中加載數據到顯存中 -> 設置好渲染狀態 -> DrawCall

GPU階段：參考上文第二部分GPU流水線　　　　　　　　

　　眾所周知，DrawCall會影響遊戲的幀數，而幀數則是由CPU和GPU兩者中較差的那個決定了瓶頸上限，因此當DrawCall多了以後，如上圖2.19所示，CPU需要一條條發布命令，而GPU由於對圖像的渲染能力很強，可以一次渲染多個三角網格，此時往往就會導致CPU處理速度跟不上無法及時給出命令，而GPU則會處於空閑狀態。

那如何減少DrawCall？

　　（1）避免使用大量很小的網格，如果必須使用時可以考慮把他們合並成一張大網格，減少節點數

　　（2）避免使用過多的材質

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