虚拟现实渲染流水线分类及其意义

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：我们平时的程序，是在CPU运行。由于GPU的硬件设计结构与CPU有着很大的不同，所以GPU需要一些新的编程语言。因为它是在HLSL的基础上进行开发的，所以他的语法跟HLSL非常相似。渲染流水线分为两种，其中一种为可编程渲染流水线，另外一种为固定渲染流水线［17］。渲染流水线可否编程，取决于程序员能否在定点着色器以及片段着色器上进行编码。可编程渲染流水线存在的意义是什么？所以，有必要让渲染流水线可编程，以满足用户无穷的胃口。

首先，我们需要了解一个概念：Shader，中文名，着色器。着色器其实就是一段在GPU运行的程序。我们平时的程序，是在CPU运行。由于GPU的硬件设计结构与CPU有着很大的不同，所以GPU需要一些新的编程语言。目前，微软提供了HLSL（High Level Shading Language），通过Direct3D图形软件库来写Shader。OpenGL提供了GLSL（OpenGL Shading Language）来写Shader程序。Nividia希望显卡的程序开发独立于DX和GL的图形软件库，与微软共同研发了CG语言（C for graphics）。因为它是在HLSL的基础上进行开发的，所以他的语法跟HLSL非常相似。并且，CG编写的Shader可以编译到Direct3D和GL能适应的环境。

渲染流水线分为两种，其中一种为可编程渲染流水线，另外一种为固定渲染流水线（也称可编程管线或固定管线，管线就是流水线的意思）［17］。渲染流水线可否编程，取决于程序员能否在定点着色器以及片段着色器上进行编码。而现在的渲染流水线，基本都是可编程的，当然，它们也支持固定渲染流水线的功能。学习这个，我想大家心中一定有个疑问？可编程渲染流水线存在的意义是什么？(https://www.chuimin.cn)

这个要从现实与虚拟的差距说起，我们知道现实的世界五彩缤纷，而我们对于现实世界的模拟，实际上就是对现实世界里面各种存在的事物进行一一的模拟。而默认的着色器，对于模拟五彩缤纷的世界就捉襟见肘了。而要让编写默认着色器的程序员把所有的情况一一列举，不仅会使得SDK非常庞大，而且也不太可能办到。所以，有必要让渲染流水线可编程，以满足用户无穷的胃口。打个比方，画家在画一幅画的时候，要用的色彩或许有上万种，我们无法为他提供所有可能用到的色彩，只能让画家可以通过自己的喜好混合不同的颜色。你可以把着色器理解为这里面的各种颜色，自己写的着色器就是自己调的颜色。

虚拟现实渲染流水线分类及其意义

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