应用阶段
把数据加载到显存中
所有渲染所需的数据都需要从硬盘（Hard Disk Drive，HDD）中加载到系统内存（Random Access Memory，RAM）中。然后，网格和纹理等数据又被加载到显卡上的存储空间——显存（Video Random Access Memory， VRAM）中。这是因为，显卡对于显存的访问更快，而且大多数显卡对于RAM没有直接的访问权利。
渲染所需的数据除了纹理和网格之外，还包括顶点的位置信息、法线方向、顶点颜色、纹理坐标等。
当把数据加载到显存中后，RAM中的数据就可以移除了。但对于一些数据来说，CPU仍然需要访问它们（例如，我们希望CPU可以访问网格数据来进行碰撞检测），那么我们可能就不希望这些数据被移除，因为从硬盘加载到RAM的过程是十分耗时的。
设置渲染状态
- 什么是渲染状态呢？一个通俗的解释就是，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（Vertex Shader）/片元着色器（Fragment Shader）、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。
调用DrawCall
DrawCall就是一个命令，它的发起方是CPU，接收方是GPU。这个命令仅仅会指向一个需要被渲染的图元（premitives）列表，而不会再包含任何材质信息。
当给定了一个DrawCall时，GPU就会根据渲染状态（例如材质、纹理、着色器等）和所有输入的顶点数据来进行计算，最终输出成屏幕上显示的那些漂亮的像素。
DrawCall的调用次数会直接影响性能，应该尽量减少DrawCall调用次数。
另外，CPU和GPU是并行工作的，通过一个命令缓冲区（可以理解为队列）来实现，CPU向命令缓冲区中添加命令，GPU向命令缓冲区读取命令。
几何阶段
在这个阶段，顶点将经历以下几个阶段：
模型坐标系 -> 模型变换 -> 世界坐标系 -> 视图变换 -> 观察坐标系 -> 投影变换 -> 规范化的观察空间 -> 屏幕映射 -> 屏幕坐标系
顶点着色器（Vertex Shader）
- 顶点着色器是完全可编程的，它通常用于实现顶点的空间变换、顶点着色等功能。
- 顶点着色器是流水线的第一个阶段，它的输入来自于CPU。顶点着色器的处理单位是顶点，也就是说，输入进来的每个顶点都会调用一次顶点着色器。顶点着色器本身不可以创建或者销毁任何顶点，而且无法得到顶点与顶点之间的关系。例如，我们无法得知两个顶点是否属于同一个三角网格。但正是因为这样的相互独立性，GPU可以利用本身的特征并行化处理每一个顶点，这意味着这一阶段的处理速度会很快。
- 顶点着色器需要完成的工作主要有：坐标变换和逐顶点光照。
- 坐标变换，顾名思义，就是对顶点的坐标（即位置）进行某种变换。顶点着色器可以在这一步中改变顶点的位置，这在顶点动画中是非常有用的。例如，我们可以通过改变顶点位置来模拟水面、布料等。但需要注意的是，无论我们在顶点着色器中怎样改变顶点的位置，一个最基本的顶点着色器必须完成的一个工作是，把顶点坐标从模型空间转换到齐次裁剪空间。
旧版Unity使用o.vertex = mul(UNITY_MVP, v.vertex);来完成顶点变换，而新版Unity使用o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);来实现顶点变换。其功能就是把顶点坐标转换到齐次裁剪坐标系下，接着通常再由硬件做透视除法后，最终得到归一化的设备坐标（Nomalized Device Coordinates, NDC)。- 顶点着色器可以有不同的输出方式。最常见的输出路径是经光栅化后交给片元着色器进行处理。而在现代的Shader Model中，它还可以把数据发送给曲面细分着色器或几何着色器。
几何/曲面细分着色器
- 几何着色器和曲面细分着色器通常被合在一起成为几何/曲面细分着色器。
- 几何/曲面细分着色器是一个可选的操作。
几何着色器（Geometry Shader）
- 几何着色器的输入是顶点数据。它可以对图元的顶点进行操作，它可以高效地创建和删除几何图元。
曲面细分着色器（Tessellation Shader）
- 曲面细分着色器可以通过增加顶点，让现有的多边形网格更加逼近曲面。
裁剪（Clipping）
由于我们的场景可能会很大，而摄像机的视野范围很有可能不会覆盖所有的场景物体，一个很自然的想法就是，那些不在摄像机视野范围内的物体不需要被处理。而裁剪就是为了完成这个目的而被提出来。
一个图元与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，以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点来代替，这个新的顶点位于这条线段和视野边界的交点处。
和顶点着色器不同，这一步是不可编程的，即我们无法通过编程来控制裁剪的过程，而是硬件上的固定操作，但我们可以自定义一个裁剪操作来对这一步进行配置。
屏幕映射（Screen Mapping）
屏幕映射的任务是把每个图元的x和y坐标转换到屏幕坐标系（Screen Coordinates）下。屏幕坐标系是一个二维坐标系，它和我们用于显示画面的分辨率有很大关系。
屏幕坐标系和z坐标一起构成了一个坐标系，叫做窗口坐标系（Window Coordinates）。这些值会一起被传递到光栅化阶段。
光栅化阶段
三角形设置（Triangle Setup）
- 将几何阶段传过来的顶点数据进行处理，将顶点连成三角网格。
三角形遍历（Triangle Traversal）
- 三角形遍历的输入就是三角形设置的结果。
- 根据顶点信息，计算得到覆盖三角网格的像素位置，对于的这些像素就生成一个片元（fragment）。
- 而片元中每个像素的状态都是对三个顶点的信息进行插值得到的。
片元着色器（Fragment Shader）
- 这是一个可编程的阶段
- 根据之前的片元信息，计算每个片元的颜色值。
- 这个阶段可以完成很多重要的渲染技术，比如纹理贴图。
逐片元操作（Per-Fragment Operations）
- 在DirectX中又叫做输出合并阶段（Output-Merger）。
- 这里将每个片元的深度和颜色与帧缓存结合在一起。每个像素的颜色都是混合的结果。
生成屏幕图像
- 显示图像！
