“顶点着色器”和“片元着色器”是先处理完所有顶点再统一进入片元阶段,还是一个顶点处理完就去跑它的片元?

🌊 渲染是按阶段批量执行的流水线过程

即:

先所有顶点 → 再光栅化 → 再对应的片元着色器


🔁 图形管线主要阶段如下:

复制代码
顶点数组
   ↓
[顶点着色器] ← 所有顶点依次执行
   ↓
图元装配(如三角形)
   ↓
光栅化 → 生成片元(每个像素)
   ↓
[片元着色器] ← 所有片元依次执行
   ↓
混合 + 写入帧缓冲

📘 详细解释:

🧩 顶点着色器阶段:

  • 输入:每个顶点的属性(位置、法线、UV、颜色等)

  • 输出:变换后的位置(clip space)和其他插值信息

  • 顶点之间是独立 的,不会立即光栅化或着色

👉 GPU 会将所有顶点都跑完顶点着色器后,再进入下一阶段。


🧩 图元装配 & 光栅化阶段:

  • GPU 将处理好的顶点组装成三角形(图元)

  • 然后这些三角形被"扫描填充"为像素,也就是生成了片元(fragment)

  • 每个片元会根据顶点插值信息(如颜色、法线、UV)继续执行片元着色器


🧩 片元着色器阶段:

  • 输入:每个片元(像素)的位置、插值信息

  • 输出:最终颜色、透明度、深度等

  • 所有片元是并行执行的(片元数 = 屏幕像素数)


🧪 举个例子说明:

一个三角形有3个顶点,经过顶点着色器处理后:

复制代码
Vertex A → 输出 clip-space A'
Vertex B → 输出 clip-space B'
Vertex C → 输出 clip-space C'

再把 A', B', C' 组装成三角形图元,再光栅化为若干个片元:

复制代码
Pixel1, Pixel2, Pixel3, ..., PixelN

每个片元再独立执行片元着色器,得到对应颜色并输出。


🧠 额外延伸:GPU 的"流水线并行性"

虽然逻辑上是阶段性执行(先顶点阶段,再片元阶段),但现代 GPU 是高度并行的,也就是说:

  • 顶点着色器可以批量并行处理多个顶点(例如每个线程处理一个顶点)

  • 同时,前面已经处理完的顶点在光栅化,生成片元并进入片元着色器阶段

  • 所以多个阶段可以"流水线"并发进行,但逻辑依赖顺序始终是:顶点 → 图元 → 光栅 → 片元


✅ 总结表:

阶段 并发性 执行顺序
顶点着色器 并发执行顶点 最先执行
图元装配 + 光栅化 GPU内建 第二步
片元着色器 并发执行像素 第三步

📌 结论(简洁版):

渲染流程是:所有顶点 → 图元 → 所有像素 ,每个阶段独立、并行、批量执行,不是"一个顶点就对应一个像素马上执行"

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