圖形學之Unity渲染管線流程

小紫蘇發表於2021-12-12

Unity中的渲染管線流程

下圖是《Unity Shader 入門精要》一書中的渲染流程圖;

在這裡插入圖片描述

ApplicationStage階段:準備場景資訊(視景體,攝像機引數)、粗粒度剔除、定義每個模型的渲染命令(材質,shader)——由開發者定義,不做討論;

GemetryStage階段:頂點著色器、曲面細分著色器、幾何著色器、裁剪、螢幕對映;

RasterizerStage階段:三角形設定遍歷,片元著色器、逐片元操作;

每個階段具體操作如下圖(虛線框是可選階段):渲染管線

模型空間——矩陣變換——齊次裁剪空間——透視除法——NDC標準裝置座標——螢幕對映

齊次裁剪空間是視景體空間(臺體);

CVV:標準視體-也就是NDC座標系對應的空間;

透視除法:頂點座標除以w分量,將當前z深度所在的截面縮放為(2,2,2)的截面座標;所以w分量記錄了z深度資訊;

硬體做透視除法獲得NDC歸一化裝置座標——再經過螢幕對映獲得螢幕座標系下頂點座標;

Unity使用OpenGL的NDC,z分量在[-1,1];

OpenGL和DirectX差異

NDC空間——OpenGL為[-1,1],DirectX為[0,1],深度z範圍不同;

視窗座標系——DirectX左上角原點,OpenGL左下角原點;

投影平面——DirectX投影平面就是視景體近截面,OpenGL有視平面;

左右手座標系——DirectX左手,OpenGL右手,叉乘順序;

問題:

為什麼片元不叫畫素?

片元是很多狀態的幾何,記錄了改畫素的螢幕座標,深度資訊,法線,UV等;

DrawCall為什麼會影響效能?

DrawCall是CPU向GPU新增渲染命令的過程,過程會由CPU向GPU傳送資料(模型資訊),DrawCall的次數越多CPU消耗效能就越大,DrawCall次數過多會導致每一幀CPU來不及傳送全部資料給GPU渲染;

相關文章