简述
Rendering Pipeline:用于生成2D图片。
Architecture
Pipeline由一系列阶段组成，每一部分执行总体任务的一部分。
管线的各个阶段并行的运行着，如果一个任务由N个阶段的管线来执行，理论上可以达到N倍的效率，管线的效率由效率最低的阶段决定。
RenderingPipe的粗粒度划分：
Application=>Geometry Processing=>Rsterization=>Pixel Processing,其中每个阶段也可以是管线化的（划分成阶段，然后并行）。
Application Stage
这一阶段通常在cpu上进行，我们对这一阶段有着更多的控制能力，输出数据到Geometry Processing Stage（Triangle，Line，Point等）。另外可以通过Compute Shader使用GPU来进行这一阶段的业务处理。
通常有碰撞，物理，剔除，输入输出等任务。
Geometry Processing
这一阶段通常在GPU上进行，处理对象通常是顶点与三角面,可以划分为子阶段
Vertex Shading=>Projection=>Clipping=>ScreenMapping
Vertex Shading
变换几何体元数据的位置信息，输出一些材质基本属性（UV，Vertex Normal，Vertex Color）。
空间变换：Model=>World=>View=>Clip。
View变换矩阵以相机aim方向为Z,UP为Y,Right为X构建矩阵。
变换类型：orthanographic（是平行投影的一种，另外还有oblique,axonometric）和perspective。
变换之后的坐标在齐次空间中，z值没有被w值除
所有的变换将view volume变换为canonical view volume(cvv),其标准极点为（1，1，1），（-1，-1，-1），在DX中，极点为（1，1，1），（-1，-1，0）
其他的Vertex Processing
tessellation,geometry shading,stream output等
Tessellation
hull shader=>tessellator=>domain shader
使用Vertex来表示Curved Surface，Curved Surface可以被分解为Patch,这些Patch是一系列的顶点。
Tessellation使用Patch数据生成大量的顶点，再由这些顶点生成大量的三角面。可以通过相机距离决定Patch的细分程度。
Gemotry Shader
比Tessellation出生的年代更早，在GPU硬件中也更常见，比如可以用于生成Particle.例如一个Particle Explosion,每个效果单元使用点，或者vertex表示，在geometry shader中，可以将其转化为一个面向相机的正方体。
Steam output
把GPU作为Geometry计算引擎，并将结果保存在数组中，结果可以供CPU或者GPU使用，常见的用法是在粒子模拟（虚幻中的GPU Particle)
顺序为Tesselation=>Geometry Shader=>Stream Output
Clipping
在view volume中的Primitive会被绘制，在view volume之外的Primitive不会被绘制，如果一个primitive一部分在view volume中，一部分不再其中，那么该primitive就会被clipping,clipping过程会产生新的定点并重新组装primitive.
因为clipping在projection之后，所以clipping完全在unit cube(cvv)中进行，该设计的好处在于：使得clipping的操作比较简单，并具有一致性（consistent)。
clipping通过cvv的6个面来进行，同时用户可以定义自己的平面来对primitive进行裁剪（user clip plane).
clip使用的坐标为齐次坐标，在使用透视投影的时候，坐标并没有得到标准的线性插值，所以需要第4个值（w)来进行正确的插值和裁剪。最后perspective division被执行，三角面的的位置被防止到normalized device coordiantes(ndc).
Screen Mapping
当进入此阶段时，坐标任然是3D坐标，x,y映射到屏幕坐标（screen coordinate),z值（opengl(-1,1),dx(0,1)映射到(0,1),(x,y,z)和起来称为窗口坐标（window coordinate),窗口坐标会传递到rasterizer stage.
dx10之后的api以及opengl都把0.5当作像素的中心
dx的左上角是（0,0)，opengl的左下角是（0,0)[笛卡尔坐标系].
Rasterization
这一个阶段的目标是找到primitve内的所有pixel或者sample
分为两个阶段:
Triangle Setup
Triangle Traversal
Rasterization是Geometry Processing与Pixel Processing的同步点
如何判断primitive是否占据某个像素？
比较简单的办法是计算primitive是否覆盖像素的中心，conservative rasterization是通过判断primitive有没有在一个像素内。
Triangle Setup
differentials,edge equations,以及其他的primitive data被计算出来，用于接下来的Triangle Traversal计算。
Triangle Traversal
检查哪些像素/sample在三角面中，同时提供perspective-correct interpolation.向pixel processing stage提供像素/sample.
Pixel Processing
分为两个子阶段，pixel shading和merging
Pixel Shading
使用插值之后的shading data作为输入，最终输出结果为一个或者多个color.通常使用可编程gpu core作为执行单元。输出的颜色传递到merging阶段。
Merging
也叫ROP（raster operation pipeline),或render output unit.一般不可编程，但在配置性上比较灵活。
为了防止人眼观察显卡绘制pritive的过程，可以使用double buffer.
