最近老是有人问我渲染管线流程和shader的使用，转载记录下 ，备用
了解管线之后，能让人了解3D物体从自身的数据传入开始到最后呈现在屏幕上的所有历程。在理解和解决渲染发生的问题的时候，往往有指导性作用。管线基本分为固定管线和可编程管线，固定管线，暂时没有什么好讲的，今天主要谈下可编程管线。参考的是OpenGL的图。
渲染管线流程如下图： 
这种模式下， GPU 的 Vertex Shader(其中一橙色块）和 Fragment Shader（另一个橙色块），都是一段通过用户层可以设置的供GPU运行的代码。Vertex Shader接收从GPU送进来的顶点信息，并对每个顶点运行用户的顶点程序，即顶点着色程序； Fragment shader 接收 GPU送进来的像素信息，并对每个像素运行用户的像素程序，即像素着色程序（精确的说，fragment 并不等同于pixel，但这里简化这个说法）。通过这样的方式，用户就可以在这两段程序里放置自己的算法，对于金属，使用一种算法；对于塑料，又是另外一种算法。因为这些地方都是可以进行编程的，所以这个管线也就被叫做“可编程管线”。
渲染管线具体可细分为：顶点处理、面处理、光栅化、像素处理。
顺着图中的箭头方向，就是数据一步一步被处理，最后写到显示缓冲区（framebuffer）的过程，每个单位都是一个一个的步骤走，类似工厂的流水线。
下面具体说下上面的工作流程：
（1）用户给GPU传入顶点数据到流水线，顶点数据是一个属性，如：位置、法线、颜色等。
（2）上图中的Vertex Shader接手处理每个顶点，对Vertex Shader来说就是接收了在（1）当中的输入的顶点数据信息流。要输出什么，在可编程管线中，完全是看用户写的代码要做什么。在这个步骤中，输出的信息有一个约束，至少有一个位置（position）信息必须被输出，作为一个有效的顶点信息。
（3）元件组装（ Primitive Assembly），对于 OpenGL 来说，元件有 3 种，点、线和三角形。从第（2）步出来的顶点数据，再结合用户传给流水线的其他数据（告知这些顶点之间的关系），会被这个过程组装成这三个类型中的一种。镶嵌/或者说是细分（Tessellation）会在此后运行，让前面的 primitive 能被细分成更小的元件以满足不同的精度需求。
（4）几何体着色器（Geometry Shader)，该着色器得到第三步出来的 primitive，它的输出是0个或者更多的primitives。
（5）Transform Feedback，在 OpenGL 这里，几何体着色器后可以吐出相关的 primitive到所谓的缓冲物体(buffer object)中（其实就是定义好格式的一些数据结构），这些buffer object可以被保存用作其他的作用。如果在这里抛弃流水线后续的工作，那么整个流水线的产出就是这些东西。
（6）顺图中的实线，后续是裁剪（Clipping）。根据用户设置的视椎体的可视范围，primitives会被剔除（整体在可视范围外），部分在外的则被按照规则切割成几个primitives。在现在的GPU上，用户除了视椎体，也可以通过裁剪面（Clip plane）来指定额外的裁剪信息。在3D中，大多数是单面的primitive，这个时候，背面朝向相机的primitive也会被裁剪掉。
（7）能达到光栅化（Rasterization）这步的物体，会被这个步骤进行光栅化，举例来说，一个三角形primitive，会产生填充其内部的许多所谓的碎片（fragment）。fragment跟 pixel（像素）不同的地方在于，在专业角度，它是一系列信息，用来判断对应的像素最后的数据。
（8）碎片着色器（Fragment Shader得到上面处理出来的数据，然后运行用户给定的一段程序，计算出最后的像素的相关信息。它的输出是一系列的值：颜色和深度信息。
（9）fragment shader 的输出进行Fragment Tests 这个阶段，会首先进行Alpha 测试（alpha test），继而模板测试（stencil test），如果 fragment 没有经过测试，那么就不会进入到最后的缓冲区（ framebuffer）；然后进行深度测试（ depth test），如果通不过，就不会进入 framebuffer。【注： OpenGL 的相关文档有提到，如果 fragment shader对 fragment 的深度不会修改，那么这个测试可以提到 fragment shader 之前，所谓的“Early Z Test”】
（10）Blending 是后续的工作，如果 fragment 可以被写入 framebuffer，则这个 fragment和已经在 framebuffer 中的值可以做一定的混合，实现不同的效果，举例，半透明效果。
（11）上一步出来的值，就准备开始往 framebuffer 中写了，写的时候可以通过 Writing Mask来控制哪些值要写到 framebuffer，可以控制到颜色、深度、模板值，也可以控制到颜⾊的某个通道。
（12）结束。