OpenGL渲染管线

很多书上介绍了渲染管线，往往严重脱离实际，不知道到底对应的程序代码是什么。作为程序员，在没有弄清代码流程和作用之前，所有的理论都很苍白。下面是一些补充说明。

 

1.顶点数据

指定顶点颜色（glColorPointer），法线（glNormalPointer），坐标（glVertextPointer），纹理坐标（glTexCoordPointer）。 如果有显示列表从显示列表中提取以上数据。 顶点坐标最终被添加为4纬的。 其中z =0， w = 1

 

 

2. 求值器，如果没有使用，则忽略。

 

 

3. 基于顶点的操作（Vertex Shader 自己编程完成）。 主要是五部分。

 

输入：顶点位置，法线，顶点颜色，裁剪平面，纹理，光照。

输出： 变换后的顶点位置，顶点颜色，法线

 

顶点位置变换，

法线变换，

裁剪平面变换，

纹理变换，

光照运算。

很多书上没有说【法线变换】和【裁剪平面变换】，这是不完整的。

 

另外，【裁剪平面变换】，可以认为是一种特殊的图元。下面是详细过程

 

1 . 利用【模型视图矩阵】进行模型视图变换。从局部坐标变换为【人眼的世界坐标】。

 

 

2.进行投影变换，进行正规（normalize）化。 实际的结果是

 

把实景体压缩成为立方体。具体参照OpenGL书上提供的【投影矩阵】。

3. 纹理坐标变换。利用【纹理变换矩阵】变换纹理坐标。

 

4 . 法线变换。利用【模型视图矩阵的逆的转置】变换法线方向。

 

5 . 与此同时，进行光照运算，利用变换后的法线和顶点坐标，当前的材

质，灯光坐标，灯光模型产生新的颜色或者颜色索引。

 

6. 如果有裁剪平面，裁剪平面也要根据【模型视图矩阵的逆】变换法线方向。

 

2. 图元装配（固定管线功能）。 【分散的点，转换为图元】

 

1.根据图元的类型，点，三角形，四边形，如果glShadeModel采用的是flat模型，则顶点使用同一种颜色。（注意：如果使用的是smooth模型，则送入光栅化阶段。）

2.如果有裁剪平面，则进行裁剪运算。

 

3.坐标按照标准正方体x=a w, y = aw, z = aw进行裁剪。其中a是计算出来的结果。

4.如果启用了选择，则进行选择，并报告。渲染管线停止。如果没有，则进行透视除法。和视口变换。

 

5.如果启用了隐藏面消除，则进行隐藏面消除操作。

 

3. 光栅化，向量几何图形转换为位图图像（固定管线功能）【对图元进行插值】

 

1. 根据线的宽度，线的stipples，顶点的大小，来决定窗口中的哪些栅格

 

被图元占用。

2. 颜色插值。与此同时，颜色和深度值也被安排到每一个【片段】。

 

3. 纹理坐标插值。

 

4. 片段着色器。【Fragment Shader 自己编程完成】

 

1. 通过片段的纹理坐标获取纹理颜色，然后与片段颜色进行混合。

 

2. 雾效果的计算。本阶段的结果是，每一个像素都有一个颜色值和深度值。

 

5. 光栅操作。【固定管线功能】

输入为像素位置，和颜色，深度。

 

1.裁剪测试。scissor test。注意与clip不同。

2.alpha测试。

3.深度测试。

5.模板测试

6.混合（也就是玻璃效果，在此时应用）