Grafikkpipelinen

Grafikkpipelinen er sekvensen av prosesser som konverterer en 3D-scene til et 2D-bilde som vises på en skjerm. I moderne grafikkprogramvare deles arbeidet mellom CPU og GPU, og grafikk-API-er som OpenGL, DirectX og Vulkan brukes til å styre dataflyten og tilstanden i pipelinen. Pipelinen består av både fastfunksjons- og programmerbare stadier, hvor de programmerbare stadiene kjører shader-programmer.

De viktigste stadiene er: Input Assembler henter vertexdata fra buffere og organiserer disse i primitive; Vertex Shader behandler hvert vertex, ofte med transformasjoner og per-vertex-beregninger; Tessellasjon og Geometry Shader, om brukt, legger til detaljer og genererer nye primitive; Primitive Assembly og Clipping kombinerer data til primitive og kutter de som ligger utenfor synsfeltet; Rasterisering konverterer primitive til et sett av fragmenter; Fragment Shader beregner fargen og andre egenskaper for hvert fragment, inkludert lys og tekstursampling; Til slutt utføres tester og blanding (depth, stencil og blending) før bildet skrives til rammebufferen.

Data og ressurser som brukes av pipelinen inkluderer vertex- og indeksbuffere, uniform-buffere, teksturer og samplingtilstander. Shaderne bruker språk som GLSL (OpenGL), HLSL (DirectX) eller SPIR-V (Vulkan). Moderne API-er som Vulkan og DirectX 12 gjør pipelinestaten eksplisitt og krever at programmereren setter opp et pipeline-objekt som beskriver hvilke stadier som kjører og i hvilken konfigurasjon.

Ytelsesperspektiver: grafikkpipelinen er svært parallell, og effektiv utnyttelse av GPU-ressurser krever riktig bruk av instansering, culling, nivå av detaljer (LOD) og memory-organisering. Compute shaders brukes også til generelle beregninger (GPGPU) og moderne tilnærminger integrerer dette for fleksibilitet og ytelse.