opengl渲染管线是一系列数据处理过程，作用是将应用程序的数据转换到最终渲染的图形。简单来说，opengl渲染流程主要包括顶点变换，图元装配，纹理或着色和光栅化四个阶段。

顶点变换：所有的图形在计算机中都是一串串数据，在三维坐标系中可以表示为一个N*3的矩阵，N为顶点的数量，3分别代表x、y、z位置坐标，顶点变换就是通过一系列矩阵变换在坐标系中对顶点进行平移、缩小放大、旋转等操作；

通过三个矩阵，模型视图矩阵，投影矩阵，视口矩阵直接转换到屏幕坐标。

通过模型视图矩阵转换到-1到1的单位立方体，然后进行剪裁和光照计算，再通过视图矩阵转换成屏幕坐标。

图元装配：图元装配就是告诉电脑怎么去连接这些顶点，例如三个点，可以画成一个三角形，也可以连成两条直线；

着色，纹理：就是对图元进行颜色渲染或者纹理渲染，注意这里的颜色或者纹理并不代表可以实际看见，必须光栅化后输出帧缓存才能实际可见；

光栅化：经过以上步骤，基本上一个图形就形成了，但是这个图形的坐标还是在自己的坐标系中，光栅化就是将图形的坐标转化为屏幕像素坐标，最终将图元的数学描述转化为用于显示在屏幕上的片段，然后通过帧缓存就可以在电脑上看到一个个美丽的图形。

抖动，雾效，再经过剪裁测试，A测试，模版测试，深度测试。

现代opengl渲染管线严重依赖着色器处理数据，如果不使用着色器，那么用opengl可以做到的可能只有清除窗口内容，因此下面从着色器的角度来讲opengl渲染流程。

什么是着色器呢？opengl红宝书中是这么说的：它是图形硬件设备所执行的一类特殊函数，可以理解为专为图形处理单元（GPU）编译的一种小型程序，opengl内部自带了着色器的编译工具。opengl应用程序本质上可以分为两部分，cpu端，采用C++编写，GPU端，采用glsl语言编写（即着色器）。

opengl红宝书第9版给出的渲染流程：顶点数据->顶点着色器（标准化设备坐标）->细分控制着色器->细分计算着色器->几何着色器->图元装配->裁剪和剪切->光栅化->片元着色器

上面流程包含了目前opengl几乎所有的着色器，但是一般只有顶点着色器和片元着色器是必须要的，其他着色器都是可选，但是如果有，相对渲染顺序不会变。

顶点着色器：顶点着色器用于处理顶点相关的数据，一般就是变换矩阵、顶点的颜色、纹理坐标；

这里说一下纹理坐标的事，这里纹理一般指图片，在opengl中，纹理坐标系表示如下：

在opengl中，图片的长度归一化了为1，纹理坐标如（0,1）就表示图片的左上角，在顶点着色器中，纹理坐标的作用就是确定纹理该怎么贴到模型上，如可以正着贴，倒贴，斜贴等，这就需要通过纹理坐标与模型顶点数据对应来完成。

要注意，一旦顶点坐标经过顶点着色器，它们就该是标准化设备坐标。

细分着色：细分着色包括细分控制着色器和细分计算着色器，细分控制着色器和细分计算着色器是相互依存的，要么都不要，要么都要，细分着色的作用就是通过面片（patch）来描述一个物体的形状。顶点着色器只能处理每个顶点关联的数据，而细分着色能通过面片的形式分割更多的数据点。细分示例如下图（其中黑色点表示输入的控制点，其他连接处的点就是通过面片细分出来的点）：

细分控制着色器：细分控制着色器的一个常见应用就是将输入面片顶点（控制点）传递给细分计算着色器和通过设置细分层次因素，告诉opengl怎么生成顶点，每个顶点的标注化二维坐标(细分坐标）以二维向量(也就是说只有其x和y分量是有效的)的方式保存在变量gl_TessCorrd内，该变量会被传递到细分计算着色器中（注：gl_TessCorrd保存的是一个线段的因子，如一个线段的0.5横坐标处，那么gl_TessCorrd.x=0.5）；

细分计算着色器：细分控制着色器完成后，细分计算着色器就通过控制点和细分坐标生成一系列顶点坐标，输出跟顶点着色器是一样的。

细分着色器更具体的可以看文章https://www.jianshu.com/p/3d974e69f842

几何着色器：几何着色器提供了一种更加灵活的图元生成方法，它能够将（这一组）顶点变换为完全不同的图元，并且还能生成比原来更多的顶点。原理上来说，几何着色器通过一些手段也可以完成细分着色器的任务，但是为什么需要细分着色器呢？这是因为在某些图元生成上，细分着色器可以更加精确或者方便，比如生成三角形网格顶点。

顶点着色器可以参考博客https://blog.csdn.net/cui6864520fei000/article/details/89949871

综上，我们可以看到，顶点着色器，细分着色器和几何着色器本质上都是对顶点进行处理，因而可以归到图1顶点变换的范畴中。

裁剪和剪切：opengl红宝书中流程中提到了裁剪和剪切，这是一种视口变换，即顶点可能落在我们要绘制的窗口区域以外，视口变换原理很简单，这里不多加赘述。

片元着色器：片元着色器是opengl渲染的最后一个流程，它的主要作用就是赋予我们图形最终的颜色，纹理渲染也在这个阶段，这里要跟顶点着色器区别一下，顶点着色器只是得到纹理坐标，最终还是要传递到片元着色器，用具体的纹理（如一张图片）来渲染。

还有颜色要注意一下，我们可以看到顶点着色器可以每个顶点赋予一个颜色值，那么当传递到片元着色器，如果片元着色器不做其他处理，那么片元将会自动根据顶点颜色进行插值；

1. //片元着色器
2. in vec4 Color;//顶点着色器传递过来的每个顶点的颜色
3. void main
4. {
5. FragColor = Color;
6. }

opengl渲染的大概流程就是这样，因为平时工作中用到opengl并不是很多，更多是用基于opengl的高级引擎，即使用到opengl一般也大多用它的固定管线模式，因此可能出现错误，请多多指正。