图形绘制流水线

随着计算机技术的不断发展，图形绘制成为了计算机领域的一个重要方向。在计算机图形学中，图形绘制流水线是一个非常重要的概念。本文将从多个角度分析图形绘制流水线。

一、概述

图形绘制流水线是指计算机图形系统中，从输入数据到最终图像输出的整个流程，由多个子过程组成，每个子过程都有特定的功能。图形绘制流水线通常包括“输入”、“几何处理”、“光栅化”、“像素处理”和“输出”五个步骤。

二、输入

首先是输入过程，输入过程一般由CPU或者GPU控制，主要将图形数据从外部储存装置读入内存中，或者在程序中直接定义图形数据。输入的图形数据包括了诸如顶点数据、纹理数据、着色器程序等信息。

三、几何处理

接着是几何处理过程，其主要功能是将输入的图形数据进行矩阵计算，得到三维世界坐标中的顶点位置（顶点着色器）。这个过程可以包含诸如平移、旋转、缩放等变换。

四、光栅化

将几何处理后的三维世界坐标中的图形数据投影到二维屏幕空间，并将其转换成像素的过程称之为光栅化。光栅化可以将三维图形的平面或者曲面表现成由像素组成的二维图形。

五、像素处理

在像素处理过程中，对于每一个像素进行计算，确定其颜色值。计算可以通过纹理映射、照明、阴影、透视变形等方式混合而成。相比其他子处理过程，像素处理的计算量较大，因此实现上也有一定的技术难度。

六、输出

最后是输出过程，输出过程主要包括将图像数据传输到帧缓存区中，最后传输到显示器或者其它外部设备上，完成图像输出的任务。

总之，图形绘制流水线包括了多个子过程，而每个子过程又有着特定的目的和功能，这些子过程同时与其它子过程互相作用，共同构成了最终图像的生成过程。