グラフィックス勉強のノード＿1.1＿レンダリングパイプライン（RenderingPipeline）

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レンダリングパイプライン（RenderingPipeline）

1. 全体の流れ

1. Application ステージ
2. ジオメトリー ステージ(Geometry　Processing)
3. ラスタライズ ステージ (Rasterisation)
4. Pixel Processing ステージ
5. Post Processing //現在のゲーム制作として重要な一環です。

2. Application ステージ

​ 一般的はCPUで実行する

1. シーンデータの準備

   オブジェクトの頂点座標、uv座標、positon、rotation、Scaleなど

   ライティングデータ

2. 加速アルゴリズム/Culling

   見えないオブジェクトをカリング(Culling)する。よく使われているアルゴリズムはBVH(Bounding Volume Hierarchy)、八分木(Octree)

3. レンダリングステータスの設定

   Batching、レンダリング順番、レンダリングターゲット(Framebuffer/RenderTarget)、レンダリングモード（Forward/Deferred）

4. DrawCallを使って、データをGPUに輸出

   頂点データ，MVPマトリクスなど

3. ジオメトリー ステージ(Geometry　Processing)　

​ GPUで実行する

1. Vertex Shadering

   1. 頂点の色を三角形に渡って補間されます

   2. MVP変換　

      ObjectSpace -> WorldSpace -> ViewSpace -> ClipSpace->SceenSpace

      

2. Optional Vertex Processing

   1. テッセレーション (Tessellation) (optional)

      ポリゴンをさらに分割して表現することです、画像をより詳細かつ滑らかで現実感のあるものにする技術である

   2. Geometry Shader(Optional)　

3. Projection　

   直交（orthogonal）、透視投影（perspective projection）

4. Clipping

   1. Cull Front/Back/Off　//
   2. Frustum Culling //カメラ以外Primitivesを除外する。レンダリングしない

   注意：opengl NDC座標xyz範囲（-1,1）　d3d NDC座標xy範囲(-1,1) z範囲(0,1)

   流れ: ClipSpace -> NDC Space -> ScreenMapping -> ScreenSpace

5. Screen Mapping (NDCSpace範囲は（-1,1）=>ScreenSpace(スクリーンの大きさ（1920x1080など）))

4. ラスタライズ ステージ (Rasterisation)

1. 三角形設置 頂点座標とインデックスを使って三角形を設置

1. 三角形内のピクセルをトラバーサル（Traversal）して、ピクセルの線形補間を行う。

2. アンチエイリアシング anti-aliasing

   1. MSAA(Multisample AA)　ラスタライズ段階、複数もサンプルポイントを設置する。

   2. SSAA (SuperSample AA)

      //この段階ではない、ゲーム解像度よりｎ倍大きいバッファをレンダリングする、そのバッファをサンプリングします。

   3. FXAA/TXAA　//この段階ではない、Postproceing技術

5. Pixel Processing ステージ

1. Fragment Shader

   ピクセルの色計算

2. Color Blending

   1. alphaTest
   2. depth buffer test
   3. Stencil Test
   4. Blending

3. RenderTarget

   ​ FrameBuffer, RenderTexture

6. Post processing

​ 前のレンダリング完成後、その結果を再処理する

参考資料

​ Real-Time Rendering 4th Edition

​ https://learnopengl.com/

​ https://www.hardwaretimes.com/pc-graphics-settings-explained-msaa-vs-fxaa-vs-smaa-vs-taa/