一、頂點著色器

概述

執行在GPU上，用以處理頂點資料的小程式。

深入瞭解

1.座標處理
頂點著色器將獲得的頂點資料，進行座標變換。此時只進行到透視投影的座標轉換，為何此處沒有視口轉換？因為在沒有幾何著色器的情況下可以直接在此步完成

視口轉換，並確認對映到螢幕座標系的最終座標。但是若編寫了幾何著色器，則視口轉換在幾何著色器之後進行。

2.顏色插值

頂點著色器並非只做座標的處理，同時也會對顏色進行插值。比如，在傳入頂點資料時，附加了顏色屬性，頂點著色器便會根據顏色對頂點進行顏色插值，設定顏色。

但此時的顏色並非完全確定，不會直接渲染在螢幕上。只有在經歷片段著色器後才會對顏色完全確定，因為還有可能包含光照等更復雜的色彩，而這些色彩在頂點著色器

中是無法進行計算的。

二、圖元裝配與幾何著色器

概述

此二階段都是在幾何著色器中進行的。可程式設計渲染管線要求必須編寫vs以及fs而幾何著色器（gs）可以不寫。在編寫了gs的情況下，首先進行圖元裝配，

根據點、線或者三角形等圖元型別進行裝配，之後執行幾何著色器中的程式碼。圖元裝配階段的輸出會傳遞給gs。幾何著色器把圖元形式的一系列頂點的集合作為

輸入，它可以通過產生新頂點構造出新的（或是其它的）圖元來生成其他形狀。

深入瞭解

1.若無幾何著色器，在繪製圖形時，需要自己在頂點緩衝中定義，時間消耗較大。而幾何著色器繪製圖形是在GPU超快硬體上動態生成的，這要比使用頂點緩衝自己定義這些形狀更為高效。

2.例如下圖，只需要輸入6個頂點，並指定圖元型別為三角形，在幾何著色器中就能快速生成4個三角形。

3.幾何著色器也可以自己定義新的頂點資料。若無新增資料則幾何著色器有直接進行裁剪，對映到螢幕座標系上。若有新增資料，則繪製完後再進行裁剪。

三、光柵化階段

概述

決定哪些畫素被集合圖元覆蓋的過程

深入瞭解

1.如圖，傳入光柵化階段的只是經過變換的頂點，即使得到在螢幕座標系中的頂點座標，那也是浮點值。無法與螢幕畫素的整數值對應起來。所以光柵化階段，

確定了螢幕中的畫素與想要繪製的圖形的對應關係。確定圖形的方法有很多，畫線演算法就有DDA等等。

2.光柵化階段得到的圖元包含的所有畫素為片段。

四、片段著色器

片段著色器進行最終的顏色計算。決定了在螢幕上能看到什麼。

片段著色器是可程式設計管道中的最最核心的部分。其普遍的作用就是計算各種各樣的三角形畫素顏色，從為著色頂點圖形（vertex-colored geometries）計算的頂點屬性顏色，

和為紋理圖形為計算的紋理及相關的UV紋理座標。但是頂點著色器的功能遠非製造這些簡單的效果。實際上，現代3D遊戲中令人驚歎的3D特效都是用片段著色器來生成的。

例如，動態光源效果通常都是由片段著色 器完成。思考一下就會明白，動態光源意味著根據場景中已有的光源計算畫素顏色，這與幾何圖形的位置、材料都有很大的關係，

所以片段著色器是製作動態光源效 果的不二之選。像水體環境對映之類的反射特效也都是由片段著色器完成的。片段著色器能生成世界上幾乎所有的光影特效，以上提及的

只不過是它的冰山一角。最後要提一下的是，片段著色器決定了你在螢幕上能看到什麼，所以，片段著色器才是影響渲染的核心程式碼。

五、Alpha測試和混合(Blending)階段

概述

深度測試與透明度測試

深入瞭解

1.通過深度檢測，判定前後關係，消除遮擋畫素。

2.blending：根據目前已經畫好的顏色，與正在計算的顏色的透明度（Alpha）， 混合為兩種顏色，作為新的顏色輸出 。通常稱之為 alpha 混合技術。 當在螢幕上繪製某個物體時，

與每個畫素都相關聯的有一個 RGB 顏色值和一個 Z 緩衝器深度值，另外一個稱為 alpha 值，可以根據需要生成並存儲，用來描述給定像 處的物體透明度。如果 alpha 值為 1.0，則

表示物體不透明；如果值為 0，表示 該物體是透明的。

（alpha值定義了一個物體的透明度）並對物體進行混合(Blend)。所以，即使在片段著色器中計算出來了一個畫素輸出的顏色，在渲染多個三角形的時候最後的畫素顏色也

可能完全不同。

以上內容在後續學習中，會不斷進行補充更新。。。