OpenGL Pipeline
OpenGL 实现了我们通常说的渲染管线(rendering pipeline)，它是一系列数据处理过程，并且将应用程序的数据转换到最终渲染的图像。OpenGL首先接收用户提供的几何数据（顶点和和几何图元），并且将它输入到一系列着色器阶段中处理，包括：定点着色、细分着色、几何着色，然后将几何数据送入光栅化单元（rasterizer）。光栅化单元负责对所有剪切区域（clipping region）内的图元生成片元数据，然后对每个生成的片元着色器。
OpenGL Host
向OpenGL传输数据
- 在Modern OpenGL中，host（CPU端，也称服务端）会设置一个有序的顶点列表，并把这些数据送到流水线，这些顶点定义了原图形的属性：形状、点、法线、纹理坐标等等，同时也告诉了OpenGL如何去解读这些数据(Vertex Array Object)。
- OpenGL需要将所有的数据都保存到缓存对象(Vertex Buffer object等等)， 它相当于由OpenGL服务端维护的一块内存区域（GPU）。创建这样的数据缓存，最常用的方法就是使用
glBufferData()命令。
将数据传输到OpenGL
缓存初始化之后，我们就可以在host上通过调用OpenGL的一个绘制指令来请求渲染几何图元，例如glDrawArrays()。OpenGL的绘制通常是将顶点数据发送到OpenGL服务端，通常来说就是显卡。我们可以将一个顶点视为一个需要统一处理的数据包，其可以包含任何数据（位置、纹理、颜色、法向量等等）。
Vertex Rendering
顶点着色
- 顶点着色器对每个独立的顶点进行基础处理，顶点Shader接受输入属性，并且基于用户定义的程序，将每个输入的顶点转换为一一对应输出顶点。
- 顶点Shader可以使用用户自定义的输出，但是也有一个特殊的输出gl_Position，代表顶点的最终位置，一般填充为裁剪空间的顶点位置。
- 一个限制是，在顶点处理过程中，因为各个顶点shader之间的不可共享状态，任何一个输入属性必须被映射到唯一一个顶点输出中。如果你填充了完全相同的属性到相同的顶点Shader中的相同原图形中，那么你将会获得相同的输出顶点数据。
- 一个复杂的程序可能会有多个顶点着色器，但是同一时刻只有一个起作用
细分着色
- 细分着色器会使用patch来描述一个物体的形状，并且使用相对简单的Patch几何体连接来完成细分的工作，其结果是几何图元数量增加，使得模型外观会变的更为平顺
- 细分着色器分为控制和计算两个步骤
几何着色
- 几何Shader是用户自定义的程序，处理每个输入原图形，并产生0-n个输出原图形。一个很典型的应用就是计算每个顶点的法向量。
Vertex Post-Processing
- 经过基于Shader的（可编程的）顶点处理之后，顶点会执行一系列的固定管线函数处理，由Host(context)来控制。
图元装配
- 图元装配阶段将之前顶点和相关的几何图元之间组织起来，准备下一步的剪裁和光栅化工作。
剪切
- 原图形随后被裁切，裁切意味着，在边界上的原图形，将会被分离成几部分原图形，这样所有的全图型，都将保证在可视空间之内。
- 同时，最后的顶点处理Shader也可以执行用户自定义操作。顶点位置在透视分割和视图转换时，被转换到裁切空间。
面剔除
- 三角形元数据可以被剔除，这基于三角形面在窗口空间的朝向。他允许你不渲染背对观察者的三角形。这些三角形会被离观察者近的面挡住，所以你永远没有必要去渲染他们。
光栅化
- 剪切之后马上要执行的工作，就是将更新后的图元传递到光栅化单元中，生成对应的片元。我们可以将一个片元视为一个候选像素，也就是可以放置在帧缓存中的像素。
- 以屏幕而发出均匀扫描线，而此时由于图元是3D的，所以会进行非均匀采样，这样我们就能将图元映射到屏幕上。
- 这个过程可以选择性的进行多重采样。（anti-aliasing）
片元着色
- 光栅化过程中产生的片段数据，将由片段Shader进行处理。片段Shader的输出是为每个颜色Buffer写入的颜色列表，一个深度值和一个模板值。片段程序无法为片段设置模板值，但是可以控制颜色和深度值。
- 片段Shader也是可选的。如果你不使用片段Shader，深度（和模板）值，将是他们的通常值。但是所有片段的颜色值是未定义的。不使用片段Shader进行渲染，在我们只想将一个原图形的深度信息写入到深度缓冲的时候，会显得非常有用，比如在做 遮挡查询（Occlusion Query ）测试的时候。
逐片元操作
剔除测试
剔除测试是由Host context实现，如果测试被激活且片段没有通过测试，对应的像素或者采样将不会被更新（discard）：
- 像素所有权测试
- 剪刀测试(Scissor Test)：当片段的像素位于指定的屏幕的矩形区域之外的时候，测试将会失败
- 模板测试(Stencil Test)：如果被激活，如果测试提供的模板值，与用户指定的模板缓冲中的值无法匹配，那么测试将会失败
- 深度测试(Depth Test，z-buffering)：如果被激活，当片段的深度值，与用户指定的深度缓冲中的深度值，不匹配，那么测试将会失败
- Alpha Test
混合
- 对于每一个片段颜色值，在已经在FrameBuffer中的颜色值，和当前颜色值之间，有一个特殊的混合操作
