UnityShader学习笔记（四）

emm...兄弟盟我回来了。两个星期没更了，是不是觉得我放弃了，还是失踪了？undefined前段时间因为跳槽换公司，熟悉新环境，并且加班也比较多，所以就偷懒，没写博客。现在缓过来了，继续我们的shader入门到放弃。加油！！！

上一篇我们讲的是渲染流水线的三个阶段，分别是应用阶段，几何阶段，光栅化阶段。同时简单的列举了这三个阶段所做的事情。如果忘记了就回去看看UnityShader学习笔记（三）。本篇我们继续讲上一篇的内容，更深入的了解一下。

应用阶段：

上一篇应用阶段我们列举了三项：场景数据、剔除Culling、设置渲染状态。场景数据和剔除比较容易理解我们就不再讨论了，兄弟盟想要更熟悉的话可以自行查阅。这里我们就再简单介绍一下设置渲染状态其实是在做什么。

设置渲染状态：渲染状态通俗的解释是，这些状态定义了场景中的网格是怎样被渲染的。例如，使用哪个顶点着色器/片元着色器、光源属性、材质等。如果我们没有更改渲染状态，那么所有的网格都将使用同一种渲染状态，如下图显示了当使用同一种渲染状态时，渲染3个不同网格的内容。

再此之后CPU就会“通知”GPU开始干活，这里的“通知”其实就是DrawCall。关于DrawCall我打算后面单独写一篇来介绍一下。

几何阶段：

几何阶段我们在上一篇分为了五项：模型视图转换、顶点着色、投影、裁剪、屏幕映射。这里我们逐个分析。

模型视图转换：其实就坐标转换，在顶点着色器中进行。坐标转换，对顶点（既位置）进行某种变化。首先我们需要了解几个坐标类型：Object space（模型坐标空间）、World space （世界坐标空间）、Eye spac（观察坐标空间）、Clip space（裁剪坐标空间）、Clip and Project spac（屏幕坐标空间）。如果不清楚这五种坐标空间可以先去了解一下。那这里的坐标转换就是将三维的坐标数据绘制到二维屏幕上。例如，由模型空间转换为世界空间，再由世界空间转换为观察空间，之后再由观察空间转换为裁剪空间。

顶点着色：就是确定模型上顶点处材质的光照效果。emmm...

投影：投影分为正交投影和透视投影。正交投影：正交投影的可视体通常是一个矩形，正交投影可以把这个视体变换为单位立方体。正交投影的主要特性是平行线在变换之后彼此之间仍然保持平行，这种变换是平移与缩放的组合。透视投影：相比之下，透视投影比正交投影复杂一些。在这种投影中，越远离摄像机的物体，它在投影后看起来越小。更进一步来说，平行线将在地平线处会聚。透视投影的变换其实就是模拟人类感知物体的方式。

裁剪：一个图元和摄像机视野的关系有3种:完全在视野内、部分在视野内、完全在视野外。完全在视野内的图元就继续传递给下一个流水线阶段,完全在视野外的图元不会继续向下传递,因为它们不需要被渲染。而那些部分在视野内的图元需要进行一个处理,这就是裁剪。例如,一条线段的一个顶点在视野内,而另一个顶点不在视野内,那么在视野外部的顶点应该使用一个新的顶来代替,这个新的顶点位于这条线段和视野边界的交点处。

这里再讲一下裁剪和应用阶段中的剔除的区别，剔除：在应用程序阶段，能够判断物体不在视锥体内并且与视锥体的6个面没有交叉，那么就把物体剔除，不再发给几何阶段；裁剪：物体与视锥体的6个面有交叉，意味着物体的一部分在视锥体内，一部分在视锥体外，那么在几何处理阶段完成投影后，就得把视锥体外的物体裁剪，不再发给屏幕映射。

屏幕映射：这一步输入的坐标仍然是三维坐标系下的坐标(范围在单位立方体内)。屏幕映的任务是把每个图元的x和y坐标转换到屏幕坐标下。屏幕坐标系是一个二维坐标系，它与我们用于显示画面的分辨率有很大关系。

本篇就先写到这吧。光栅化就留到下一篇啦。因为留下一点没写完，这样会更有动力让我继续写，哈哈哈。（借口）

本篇参考文献：

《UnityShader入门精要》-- 冯乐乐，人民邮电出版社，2018年3月第11次印刷。请支持正版！

《Real-Time Rendering 3rd》提炼总结 -- https://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/70544201