Renderöintiputkea

Renderöintiputkea tarkoitetaan tietokonegrafiikassa prosessia, jossa kolmeulotteinen malli muutetaan näytölle näkyväksi kuvaksi. Putki kuvaa datan virtaa mallista ruudulle ja koostuu useista peräkkäisistä vaiheista, joissa geometria, väri ja valaistus lasketaan ja yhdistetään.

Tyypillinen putki etenee seuraavasti: vertex shader -vaiheessa kaikkien vertexien koordinaatit lasketaan ja sijoitetaan kameran koordinaatistoon. Sen jälkeen voi tulla geometria- tai tessellation-shader-osiot, jos käytössä on monimutkaisempaa geometriaa. Primitiivit clipataan ja projisoidaan ruudun koordinaatistoon, minkä jälkeen rasterointi muuntaa ne pikseliksi tai fragmentiksi. Fragment shaderissa suoritetaan lopullinen väri- ja tekstuurilaskenta sekä valaistus, ja tulokset kirjoitetaanFramebufferiin yhdistämisen (blending) sekä syvyys- ja stencil-testien kautta. Lopuksi voidaan suorittaa post-processing.

Modernit grafiikka-API:t kuten OpenGL, Direct3D, Vulkan ja Metal määrittelevät putken ohjelmallisesti: kunkin vaiheen shaderit sekä tilan määrittely muodostavat kokonaisuuden, jota voidaan hallita etukäteen määritellyllä pipeline state -konseptilla (PSO) esimerkiksi Direct3D 12:ssä tai Vulkanissa. Tämä mahdollistaa tehokkaan ja joustavan suoritusputken hallinnan.

Suorituskykyyn vaikuttavat sekä laitteiston että ohjelmallisten valintojen tekijät. Yleisimmät optiot ovat rivakka culling ja clippingin hyödyntäminen, instancing sekä level of detail (LOD). Voidaan valita forward renderingin tai deferred renderingin välillä valaistus- ja suorituskykyvaatimusten mukaan.