OpenGL渲染管线，着色器，光栅化等概念理解

卧槽，前些日子看这几个概念就十分想吐槽，这么难理解的概念窃以为纯属翻译的不够接地气。

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首先，光栅化（Rasterize/rasteriztion）。

这个词儿Adobe官方翻译成栅格化或者像素化。没错，就是把矢量图形转化成像素点儿的过程。我们屏幕上显示的画面都是由像素组成，而三维物体都是点线面构成的。要让点线面，变成能在屏幕上显示的像素，就需要Rasterize这个过程。就是从矢量的点线面的描述，变成像素的描述。

如下图，这是一个放大了1200%的屏幕，前面是告诉计算机我有一个圆形，后面就是计算机把圆形转换成可以显示的像素点。这个过程就是Rasterize。

<img data-rawheight="192" data-rawwidth="381" src="https://oscdn.geek-share.com/Uploads/Images/Content/201908/31/f47562401e678c691d08da9d9dd230b8.jpg" class="content_image" width="381">


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渲染管线（Pipeline）

这个翻译尤其不接地气，兼职就是直译（pipe管子line线路）。Pipeline是输送管道的意思。其实是指三维渲染的过程中显卡执行的、从几何体到最终渲染图像的、数据传输处理计算的过程。

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着色器（Shader）

这个翻译的挺好。画画的时候我们经常有这么一个过程：先打线稿，再上色。着色器就是用来做这个工作的。

通常着色器分两种：

1顶点着色器（vertex shader）这个是告诉电脑如何打线稿的——如何处理顶点、法线等的数据的小程序。

2片面着色器（fragment shader）这个是告诉电脑如何上色的——如何处理光、阴影、遮挡、环境等等对物体表面的影响，最终生成一副图像的小程序。

采用了这两种着色器小程序 的 数据传输处理计算的渲染过程，称之为 可编程管线。

作者：youi xiao

链接：http://www.zhihu.com/question/29163054/answer/46610969

来源：知乎

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通俗点说，你告诉GL我要画条线，然后告诉他线两个端点的坐标是（0，0）和（0，10），那么GL自动脑补出中间10个点的坐标，这个过程就叫光册化，脑补的方法叫线性差值.

复杂点，现在我要画个三角形，给他三个顶点的坐标，它会计算出里面所有像素的坐标.

再复杂点，我不只给顶点坐标了，我告诉他（0，0）点是白色，（0，10）点是黑色，那么光册化就自动计算出中间10个点每个点的颜色，自动做过渡的效果.这个计算方法还是线性差值.

继续通俗，线性差值也没啥，小学算数罢了，谁都会. 不懂就自己计算如上10个点的坐标，计算过程就是线性差值. 没错，就这么简单.

着色器分两个部分，一个顶点，一个片断，中间就是光册化.

也就是先顶点处理，计算出每个顶点的坐标,颜色,纹理坐标等等，也可以是任何其它千奇百怪的东西（寿命,温度,身高,婚否,饭量………）. 然后经过光册化，给他们差值.最后片断阶段，你会获得每个像素的坐标,颜色,纹理,寿命,温度……

初学阶段，你可以把片断（fragment）理解成像素，其实意思差别不大，等你GL入门了，自然就理解这俩词有啥区别了（ps：最讨厌那些拽词的，明明意思差不多，为了自己装逼就非说俩词怎么怎么不一样，一点不考虑初学者的感受）

粗略地讲：你模型的那些顶点在经过各种矩阵变换后也仅仅是顶点。而由顶点构成的三角形要在屏幕上显示出来，除了需要三个顶点的信息以外，还需要确定构成这个三角形的所有像素的信息。光栅化就是干这个的：


[本图出自D3D
Functional Specification，链接自zol上顾杰的文章]

光栅化会根据三角形顶点的位置，来确定需要多少个像素点才能构成这个三角形，以及每个像素点都应该得到哪些信息，比如uv坐标该是什么...等。这是通过对顶点数据进行插值来完成的。