1.OpenGL渲染底层原理
1.1 渲染流程
- 顶点着色器
- 接收外部传入的顶点数据
- 接收外部传来的颜色值以及纹理采样器
- 将顶点数据传入图元装配阶段
- 图元装配
- 接收顶点着色器的输出数据
- 将顶点着色器传来的顶点数据组装为图元
- 光栅化
- 将图元转化为一组二维片段，将顶点数据计算成图片转化为片元，将这些片元由片元着色器处理。
- 片段着色器
- 片元着色器又叫片段着色器或者像素着色器
- 片元着色器作用：
- 计算颜色
- 获取纹理值
- 往像素点中填充颜色值
- 测试和混合
- 深度测试和模版测试
- 混合阶段会将背景和片段进行透明度叠加
2.OpenGL程序运行在CPU还是GPU
- CPU是处理基本算数运算的单元：它处理的数据是数：整型、浮点型、bool等等；
- GPU是处理图形运算的单元：它处理的数据是图形的数据矩阵；
- GPU的输入是一个和多个图形，输出是对一个和多个图形的处理结果：图形合成、色值反转等等；本质上是矩阵运算和内置的图片解码算法。
- OpenGL是Khronos Group开发维护的一个规范，它主要为我们定义了用来操作图形和图片的一系列函数的API，需要注意的是OpenGL本身并非API。
3.OpenGL坐标系
- Android坐标系的原点在左上角
- OpenGL采用三维坐标系，使用右手坐标系。
- 本地坐标（model变换）->世界坐标（view变换）->相机坐标（投影变换）->裁剪坐标->NDC->屏幕坐标
4.读取OpenGL渲染图像
- glReadPixels
- 当调用 glReadPixels 时，首先会影响 CPU 时钟周期，同时 GPU 会等待当前帧绘制完成，读取像素完成之后，才开始下一帧的计算，造成渲染管线停滞。
- glReadPixels 读取的是当前绑定 FBO 的颜色缓冲区图像，所以当使用多个 FBO（帧缓冲区对象）时，需要确定好我们要读那个 FBO 的颜色缓冲区。
- glReadPixels 性能瓶颈一般出现在大分辨率图像的读取，所以目前通用的优化方法是在 shader 中将处理完成的 RGBA 转成 YUV （一般是 YUYV 格式），然后基于 RGBA 的格式读出 YUV 图像，这样传输数据量会降低一半，性能提升明显。
- PBO：Pixel Buffer Object
- 像素缓冲区对象，主要被用于异步像素传输操作。PBO 仅用于执行像素传输，不连接到纹理，且与 FBO （帧缓冲区对象）无关。
- PBO 类似于 VBO（顶点缓冲区对象），PBO 开辟的也是 GPU 缓存，而存储的是图像数据。
- HardwareBuffer
- HardwareBuffer 是一个更底层的对象，代表可由各种硬件单元访问的缓冲区。
- HardwareBuffer 是 Android 8 API >= 26 提供的用于替换 GraphicBuffer 的接口，在 API <= 25 时可以使用 GraphicBuffer 。
对于大分辨率的图片，读取效率：HardwareBuffer > PBO > glReadPixels
