Renderöintipipeline

Renderöintipipeline on tietokonegrafiikassa prosessi, jossa kolmiulotteinen kuva muunnetaan kahdenulotteiseksi kuvaksi ruudulle. Putki kattaa sekä reaaliaikaisen rasterointi- että offline- tai CGI-renderöinnin mahdollisuudet, ja se kuvaa datan kulun vaiheiden sarjana alusta loppuun.

Reaaliaikaisessa rasterointipipeline: data lähtee sovelluksesta GPU:lle ja käy läpi useita vaiheita. Yleisiä vaiheita ovat: input assembler -vaihe (primitiivien kokoaminen), vertex shaderin suoritus, mahdolliset tessellointi- tai geometria-shaderit, rasterisointi ja fragment shaderin suoritus. Tämän jälkeen suoritetaan syvyystesti (depth test), mahdollinen stencil-testi ja loppuun sekoitus (blending) sekä kirjoitus frame bufferiin.

Ohjelmoitavuus ja tilat: Pipeline on vahvasti ohjelmoitava. Shaderit määrittävät suurimman osan kuvasta: vertex shader, fragment (pikseli) shader sekä mahdollisesti compute-, tessellointi- ja geometria shaderit. Shader-kielet voivat olla GLSL, HLSL tai SPIR-V. Nykyaikaiset grafiikka-API:t kuten DirectX 12, Vulkan ja Metal käyttävät pipeline state object -rakennetta (PSO) määrittelemään etukäteen valitut shaderit, muistinhallinnan sekä renderöintilat.

Räätälöinti ja lisäputket: Monissa järjestelmissä on lisäksi erillinen ray tracing -putki (esim. DXR, Vulkan RT) realistisen valaistuksen ja heijastusten toteuttamiseen. Reaaliaikaisen renderöinnin lisäksi putkia voidaan käyttää offline-renderöinnissä korkeamman laadun CGI-kuville.

Käyttökohteet: Pelit, arkkitehtoninen visualisointi, simuloinnit sekä elokuva- ja animaatioteollisuuden CGI-työ. Renderöintipipeline määrittelee, miten kuva syntyy ja millaiset rajoitteet sekä mahdollisuudet suorituskykyyn liittyvät.