renderöintiputkisto

Renderöintiputkisto on prosessi, jolla kolmiulotteinen kohtaus muunnetaan kahdenulotteiseksi kuvanäytölle. Se tapahtuu pääasiassa grafiikkaprosessorilla (GPU) ja koostuu peräkkäin suoritettavista vaiheista, joissa data kulkee geometriasta sävyihin ja lopulta pikseliksi.

Päävaiheet ovat: vertex processing ja siihen liittyvä vertex shader; primitiivien kokoaminen; valinnaisesti tessellaatio ja geometry shader; leikkaus sekä näkökentän transformaatio; rasterointi; fragment shaderissa tapahtuva varjostus ja tekstuurien haku; sekä lopuksi syvyys-, stencil- ja sekoitusvaiheet, joiden jälkeen kuva kirjoitetaan framebufferiin. Nykyaikaiset putkistot ovat pääosin ohjelmallisia, mikä tarkoittaa, että suurin osa vaiheista toteutetaan shader-ohjelmilla.

Datan ja sovellusten osalta putkisto käyttää kolmiulotteista geometriaa, tekstuureja sekä uniform-buffereita. Yleisimpinä rajapinnoiksi ovat OpenGL, DirectX, Vulkan ja Metal, jotka määrittelevät putkiston tilan ja antavat keinot ohjelmallisten vaiheiden toteuttamiseen. Eri API:t voivat järjestää vaiheet hieman eri tavoin, mutta perusidea pysyy samana: data virtaa putkiston läpi ja muuntuu lopulliseksi kuvaksi.

Käyttökohteet ja variantit: Real-time-renderöintiä kuten videopeleissä ja simulaatioissa sekä arkkitehtonisessa visualisoinnissa. Offline-renderöinnissä, kuten elokuva- ja visuaalisen efektien tuotannossa, voidaan käyttää useita pass- ja post-process -vaiheita. Nykyteknologia voi myös yhdistää rasterointi- ja ray tracing -putkistoja, tarjoten sekä nopeutta että korkean valaistuksen laadun.