近期项目需要，了解了OpenGL的管线以及二维和三维坐标之间的变换，在此总结一下
渲染管线
OpenGL渲染管线是整个OpenGL学习过程中最基础最重要的东西，虽然写了有一段时间OpenGL，但大部分时间都是在写片段着色器和顶点着色器，并没有对整体的管线进行总结认识，在这里总结一下。注：这里的管线总结基于可编程管线。
- 顶点输入
每一个OpenGL程序，第一步总是读入模型数据，包括顶点坐标，纹理坐标，法线坐标，以及材质纹理信息。读取顶点数据后，在显卡上分配空间，使用glBindBuffer将顶点数据传输到显卡，并使用glVertexAttribPointer和glEnableVertexAttribArray对显存排列方式进行控制。 - 顶点着色
顶点着色是显卡计算的第一个阶段，也就是我们编写的顶点着色器。在顶点着色阶段，我们需要对顶点进行位置变换，得到正确的位置。比如经过模型变换到世界坐标，经过视图变换到相机坐标，经过投影变换到投影坐标。在固定管线中，这里我们只需要设置对应的矩阵就可以自动完成变换。顶点着色器的输出是gl_Position，输出顶点最终的位置。 - 细分着色/几何着色
这个阶段是运行细分着色器和几何着色器，对顶点进行进一步的变换，创建新的图元，细分图元等等。笔者没有写过这两种着色器，不是很了解。可以参见《OpenGL编程指南》 - 图元装配
经过顶点着色阶段，得到的是顶点，但我们真实渲染的是三角面片，因此需要根据图元形式进行组装，比如装配成三角形，还是线或者是点。 - 裁切
经过投影变换后，模型变换到了NDC中【标准坐标系，可见范围是一个[-1,1]的正方体盒子】，对于盒子外的部分，将不可见，需要裁切丢弃。 - 光栅化
光栅化是光栅化渲染中最重要的部分，可以理解为打格子，根据前面的图元确定哪一个像素格子里有被覆盖。在光栅化过程中，会对顶点着色器输出的数据进行插值，包括坐标，法线等。经过光栅化后，已经变换到屏幕坐标。 - 片段着色
片段着色是计算每一个片元的最终着色。经过光栅化后可以得到很多片元【注：一个像素可对应多个片元】。我们得到从顶点着色器传来的数据【数据经过光栅化插值】，如顶点坐标，法线坐标，纹理坐标等，计算每个片元的最终着色。 - 后处理阶段
后处理阶段包括深度测试，模板测试，混合等部分组成。
- 深度测试：每个片元都有一个深度值，但一个像素只有一个片元可以显示，深度缓冲会保留深度最小的片元，即抛弃后面看不到的片元，只保留最近的。
- 模板测试：根据设置的模板进行模版操作和更新，通不过测试的片元丢弃。
- 混合：混合主要渲染透明物体，在计算颜色缓冲的时候，不止是深度测试的那样只考虑最近的片元，会考虑各个片元之间的累积特性，因此混合与深度测试有一定的矛盾，需要注意使用技巧。
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坐标变换
三维坐标到二维坐标的变换
三维到二维即光栅化渲染的正向过程。注意每一次都会更新
p
- 输入局部坐标，转换齐次坐标：
p = glm::vec4(p_input,1.0) - 模型变换，世界坐标：
p = model*p - 视图变换，相机空间：
p = view*p - 投影变换，投影空间：
p = project*p - 透视除法，除去齐次坐标，
p/=p.w - 裁剪，只保留范围是
[-1,1]之间 - 视口变换，将
x,y变换到w,h。范围是[-1,1]到[0,0]->[w,h]。对z变换，从[-1,1]变换到[0,1]
二维坐标到三维坐标的变换
二维到三维即光栅化渲染的逆过程，用于还原渲染的每一个像素对应的三维位置
- 获取屏幕坐标
[x,y]，使用glReadPixels读取该位置的深度z。注意y的方向需要颠倒，OpenGL原点在左下角。 - 变换到
NDC，将[x,y]的屏幕坐标变换到[-1,1]，将z值从[0,1]变换到[-1,1]。 - 添加齐次坐标，
p = glm::vec4(x,y,z,1.0)。 - 执行逆变换，其中
p,v,m分别代表投影，视图，模型变换矩阵，p=glm::inverse(p*v*m)*p - 透视出发，除去齐次坐标，
p/=p.w，获得原始三维坐标
注：
1. 这里的变换都是基于可编程管线的，即模型视图投影变换都是自己完成的，只需要提取对应的变换矩阵就可以了。
2. 如果是对应固定管线，需要使用glGetDoublev获得对应的矩阵，然后使用gluUnProject进行反变换，这个是glut库中的函数。
如有错误，欢迎指正~