Directx11教程(15) D3D11管线(4)

本章我们首先了解一下D3D11中的逻辑管线，认识一下管线中每个stage的含义。

参考资料：http://fgiesen.wordpress.com/2011/07/01/a-trip-through-the-graphics-pipeline-2011-part-3/

D3D11逻辑管线如下图所示：

首先，我们来学习一下每个stage的名字含义，在后面章节学习它们的细节功能：

IA：input assembler，输入装配阶段，主要是从内存中读顶点和索引数据。

VS: vertex shader, 顶点着色阶段，在shader中逐个处理顶点，输出处理后的顶点。

HS: hull shader,这是D3D11中增加的阶段，主要是tessllation使用，输入patch(其实就是带控制点的体元),产生控制点，被domain shader阶段使用，也可以在HS阶段，增加一些额外的控制点数据。HS阶段还会产生TS阶段使用细分因子(FACTOR)。

TS: Tessellation stage,细分三角形，quad或者线段，产生顶点和连通性。

DS: Domain shader, 从HS得到控制点，从TS得，顶点uv坐标，产生最终的细分顶点。

GS: geometry shader,输入体元，输出不同的体元。

SO: streamout stage, 把GS之后的顶点数据输出到video memory中。

RS: Rasterize stage, 光栅化阶段，光栅化体元。

PS: pixel shader, 对光栅化后的体元，进行逐像素操作，通常执行纹理光照颜色混合等。

OM: output merge stage,执行一些blending操作，并把像素颜色输出到framebuffer中，最终在屏幕上显示出来。

    

      当然除了上述阶段之外，也可以把整个D3D11管线理解为一个computer shader阶段，来做一些通用计算，后面有机会在详细了解。

在D3D11的逻辑管线中，有些shader阶段是可选的，比如GS，Tessellation等。

我们通常使用的shader阶段组合是：

VS-PS

VS-GS-PS

VS-HS-TS-DS-PS

VS-HS-TS-DS-GS-PS

VS-SO

VS-GS-SO

VS-HS-TS-DS-GO-SO

下面，我们接着上一篇教程，结合逻辑管线和物理管线来了解IA阶段GPU做些什么事情。

     上一章中，我们的顶点已经经过了driver层，到达了video memory中，我们的状态设置和draw call命令也通过driver到达了CP的FIFO中，正准备被CP调度到不同的硬件block中去。

现在我们看看IA阶段做些什么工作(我们只是画一个三角形，所以只有VS-PS)：

      CP把command packet中state数据通过数据总线送到shader或其它相关block，这些状态数据一般都是设置相应block的相关寄存器值。

      drawcall命令为被送到IA  block（顶点装配block)，IA会从video memory中取相应的顶点索引缓冲(可能会经过一个vertex cache)。当index顶点数据达到一个调度单位比如AMD的一个wave(64),NV的一个warp(32),VS调度会启动一个VS wave或者VS warp，并把它传入shader中启动执行。

     IA阶段也会把draw中的primitive(体元)信息传到PA,以便把经过VS后的顶点装配成为相应primitive。

     现在的shader几乎都用的是统一架构shader block，即VS，PS，GS…等的执行都在一个block中。Shader启动执行后，会从video memroy中取得顶点/实例数据和shader code，然后一条指令一条指令开始执行我们的VS code，执行后的结果会被传送给PA。

      下面是一个简单的vs执行的流程图：

 

本章我们了解IA阶段GPU做的工作，下章我们将详细了解VS shader中到底做了些什么。