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可编程渲染管线处理数据的流程可分为以下3大阶段
1. 应用阶段这个阶段大概会由CPU处理4件事情 。首先会对模型数据进行可见性判断 。模型数据由顶点位置、法线方向、顶点颜色、纹理坐标等构成 。然后会将模型数据加载到显存以提高读取速度 。再为每个图元设置常数寄存器和渲染状态 。最后为一个渲染图元列表调用DrawCall指令 。
图元可以是点、线、三角形 。
2. 几何阶段这个阶段由GPU进行处理 ， 会对每一个需要渲染的图元进行逐顶点、逐多边形处理，最根本的任务是将顶点的模型坐标转换到屏幕空间 。
2.1 顶点着色器顶点着色器的基本任务是将顶点转换到齐次裁剪空间，还可以进行的其他任务有：
- 逐顶点着色操作 ， 如逐顶点光照
- 纹理计算
- 逐顶点蒙皮
- 逐顶点程序式动画(procedural animation)
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透视投影
在摄像机使用透视投影的时候，为了呈现出近大远小的透视收缩(perspective foreshortening)效果，需要对顶点进行透视投影变换 。使用透视投影矩阵进行变换后，并没有进行裁剪 ， 只是使得w值有了意义 ， 为后面的裁剪做准备 。
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Unity透视投影矩阵(右乘)
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会改变空间手系，从右手系变成了左手系 ， 因为Unity的观察空间是右手系，NDC空间是左手系
观察空间中的顶点(x,y,z)透视投影到齐次裁剪空间后变为
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透视投影齐次裁剪空间中坐标的w值为
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正交投影
$正交投影远(近)裁剪平面高度=2 \cdot Size$
Unity正交投影矩阵(右乘)
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会改变空间手系 ， 从右手系变成了左手系，因为Unity的观察空间是右手系，NDC空间是左手系
观察空间种的顶点(x,y,z)正交投影到齐次裁剪空间后变为
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正交投影齐次裁剪空间中坐标的w值为1
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2.2 曲面细分着色器用于细分图元
2.3 几何着色器
- 几何着色器的功能是修改、剔除、创建图元，可以实现以下效果：
- 阴影体积拉伸(shadow volume extrusion)
- 渲染立方体贴图(cube map)的6个面
- 在网格的轮廓边拉伸毛发的鳍(fur in)
- 从点数据生成例子四边形
- 动态镶嵌
- 把线段分形细分(fractal subdivision)以模拟闪电、布料
- 将数据传到管线开头重新进入管线
- 用例：在顶点着色器内对头发样条的控制点进行物理模拟，在几何着色器内把样条镶嵌成线段，通过流输出将线段传到管线开头重新进入管线进行渲染
满足以下条件的顶点才会被保留下来：
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2.5 齐次除法所谓的齐次除法就是让x、y、z都除以w ， 这时就可以得到NDC空间中的坐标
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上图右边都是OpenGL的NDC，DirectX的NDC也和上图右边类似，但z范围在[0,1]
2.6屏幕映射视口空间：程序运行窗口构成的空间
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矩阵中的X、Y是视口空间原点的屏幕坐标
3. 光栅化阶段这个阶段由GPU来决定绘制哪些片元以及这些片元的颜色
片元=片段：三角形被栅格化后，其中的每一个小方块都是一个片元，可以看成是还不确定最终是否可以呈现到屏幕上的像素
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