理解OpenGL中的一些术语？

Question

我很难理解官方文档(https://www.khronos.org/opengl/wiki/rendering_pipeline_overview)中使用的术语

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它说准备顶点数组数据可以类似于给定一个3D位置数据和UV纹理坐标列表，以及一个索引列表，它可以生成一个顶点流。

然后需要对这些顶点流进行解释，以便OpenGL可以对其进行操作。例如，12个顶点的流可以被解释为4个单独的三角形或10个依赖的三角形。

但在我看来，上面的步骤似乎是将许多步骤结合在一起，即顶点着色和基元组装。这许多步骤真的全部发生了吗？

例如，文档在顶点着色中说，流中的顶点被转换为输出顶点。这是如此笼统，看起来像是在准备顶点数组数据的“第一”步骤中已经做过的事情。

下面是我对整个管道的最基本的想法：

> 3d位置形式的

顶点数据作为列表输入（流）馈送，另外还可以输入纹理坐标列表。

该数据流被消耗，并且与索引列表一起，我们按顺序排列顶点。然后以特定的方式解释有序的顶点列表（例如，每3个顶点=1个原语或每连续的3个顶点=1个原语）。

然后将顶点发送到顶点着色器，顶点着色器还输入顶点列表并计算顶点法线等属性，然后将它们作为顶点输出流发送。

然后是可选的步骤，通过tessalization着色器计算额外的图元，或者使用作用于tessalized图元的几何图形着色器来创建甚至更复杂的图元。

现在我们继续讨论基元组装，这是一个与计算基元的早期阶段不同的过程。这一步寻求将原语分解为许多基本原语。例如。构成一个基元的12个顶点的列表被分解为11个基本线基元。

然后我们进入裁剪过程，在这里我们修改或删除所有不在相机视野内的顶点。

下一步是光栅化，我们根据光栅化器消耗的基本原语流生成片段。这些片段比基本图元小得多，用来覆盖像素，而不是一个像素一个像素地输出（如光线跟踪）。这会产生源自基本原语的片段输出。

我们将这个片段流发送到片段着色器，它在功能上与顶点着色器类似。它消耗这个片段的输入流并处理每个片段的颜色，查找纹理中的颜色（如果有的话）并修改像素深度值。

接下来会发生什么？我读到了每样例处理，但它并不能解释很多。

我在理解上的差距：

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片段如何工作，最终“覆盖”屏幕中的像素？

在第8步中，我们是真的计算像素深度值还是仅仅是计算片段深度值？

每个片段的输出如何知道它（相对）应该覆盖哪些像素？

在光栅化中，我假设生成的碎片是三角形。三角形是如何由基本图元构成的？

Answer 1

你的理解有些细微的不准确，这可能是你困惑的原因。让我试着纠正一下：

在这一点上（顶点着色器之前），还没有基元。每个顶点都是自己处理的，与它们之后发生的事情无关。如果你有一个索引列表，这只会告诉GPU要处理什么顶点数据。但即便如此，还没有原语。这些将只由基元组装步骤生成。

基元程序集从顶点流创建基元（取决于绘制调用参数和着色器配置）。基本上，它正在执行您在步骤2中描述的操作。图元只有三种类型（点、线、三角形）。一旦你有了一个例如三角形，它绝不会像你建议的那样分解成更小或更基本的三角形。因此，原始组装并没有太大的作用。它只是将正确的顶点数据组合成正确的原语（例如，三个后续顶点可能组成一个三角形）。

碎片并不只是偶然地覆盖了像素。它们本质上是像素。更准确地说，它们表示由屏幕上的给定像素表示的原语部分。并为所有这些片段/像素调用片段着色器。在DirectX环境中，这个阶段称为像素着色器，它使连接更加明确。例如。一条10像素宽的水平线将被光栅化成10个片段。没有更多的三角形或其他基元超过这个阶段。

现在回答你们的问题。相信上面已经回答了很多。

1. 我相信这个已经有了答案。您可以查看一些光栅化算法以了解其实现。其基本思想是收集基元覆盖的所有像素。
2. 是碎片的深度值。管道配置决定该值的执行情况。例如。如果您有标准深度测试，管道将比较片段的深度值和当前像素的深度值，并更新像素的深度值，如果它大于片段的深度值（即，如果片段位于投影到该像素上的其他所有东西的前面）。
3. 这一点从上面的论述中应该就清楚了。片段与像素直接对应。
4. 也应回答。它们不是三角形。

以上所有内容都假设了一些基本的渲染设置，以使阐述更加清晰。更先进的技术，如多重取样等，可能需要对上述陈述稍作修改。