渲染管线

概念

Unity的渲染管线是在图形学渲染管线的基础上，加上了高度可配置可扩展的框架，允许开发者自定义渲染流程。

渲染管线（渲染流水线）概述：将数据分阶段的变为屏幕图像的过程。

• 数据指的是模型、光源和摄像机等内容的顶点、纹理、光照等数据。

• 阶段：应用阶段—>几何阶段—>光栅化阶段

  

CPU和GPU

• CPU：中央处理器，负责逻辑处理。
• GPU：图形处理器，搭载在显卡上，负责渲染逻辑处理。

图元

在渲染管线中，图元是几何数据的基本单元，是构成几何体的最小可绘制单元。

图元可以是点、线、三角形，在几何阶段，顶点数据会被组合成图元。

这些图元将在光栅化阶段转换为像素，最终呈现在屏幕上。

像素

像素组成图像的最小可控单位。

具有位置和属性，用于表示颜色和其他信息。

二维图像中的一个点，每个像素都占据屏幕的固定位置。

片元

片元是光栅化阶段生成的像素或像素片段。

片元是渲染管线中进行像素级别操作和计算的基本单位。

其实片元就是像素加上了一些其他信息，如颜色、深度值、法线等。

应用阶段

概述：CPU将渲染数据传递给GPU，用于后两个阶段的处理。

应用阶段CPU为渲染准备了什么？

1. 剔除不可见（相机外）的物体数据。
2. 准备好模型相关的数据，如顶点、法线、切线、贴图、着色器等。
3. 把数据加载到显存中。显存就是显卡的专用内存，用来存储显卡芯片处理过或者即将提取的渲染数据。
4. 设置渲染状态，如网格需要使用哪个着色器、材质、光源属性等。
5. 调用DrawCall，DrawCall就是CPU通知GPU用上面准备的数据和渲染状态进行渲染的命令。

应该尽可能避免多的DrawCall

因为它会影响性能。每次调用DrawCall，CPU就会给GPU发送大量的内容，效率就慢了，可能会造成卡顿。

怎么减少呢？批处理技术

• 将多个静态物体的网格合并为一个网格，变为一次DrawCall。
• 使不同网格使用同一种材质。
• 合并图集：将多张图片合并成一张大图。（2D游戏和UI中常用）

几何阶段

几何阶段是GPU主导的阶段，它的主要工作为：顶点处理、坐标转换、裁剪画面外图元。

概述：在几何阶段，我们主要通过自定义顶点着色器阶段，带来不同的画面表现效果。

顶点着色器：是完全可编程的，进行一些操作就能带来如水波纹、布料等表现效果。

光栅化阶段

GPU主导，确定片元是否被渲染，并且确定片元的最终渲染颜色效果等。

我们主要通过自定义片元着色器阶段，带来如水面、火焰、黑白或模糊等效果。

• 三角形设置：计算三角形网格的表示数据，人话就是把顶点连成三角形。

• 三角形遍历：检查哪些像素被三角形网格覆盖了，覆盖就生成为一个片元，最终获得片元序列。

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• 片元着色器（可编程）：

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• 逐片元操作（输出合并阶段，可配置）：

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