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Opengl es 2.0实现了可编程的图形管线，比起1.x的固定管线要复杂和灵活很多，由两部分规范组成：Opengl es 2.0 API规范和Opengl es着色语言规范。下图是Opengl es 2.0渲染管线，阴影部分是opengl es 2.0的可编程阶段。
下面是一个用opengl es着色器语言编写的顶点着色器源码，这个顶点着色器使用一个position和跟它相关联的color数据作为输入数据，通过一个4×4矩阵变换位置，然后输出变换后的位置和颜色数据。
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1. //
uniforms used by the vertex shader2.
uniform mat4 u_mvpMatrix; //
matrix to convert P from model3. //
space to normalized device space.4.5. //
attributes input to the vertex shader6.
attribute vec4 a_position; //
position value7.
attribute vec4 a_color; //
input vertex color8.9. //
varying variables – input to the fragment shader10.
varying vec4 v_color; //
output vertex color11.12. void13.
main()14.
{15.
v_color = a_color;16.
gl_Position = u_mvpMatrix * a_position;17.
} |
第2行代码定义了一个uniform变量u_mvpMatrix，mat4表示4×4浮点数矩阵，该变量存储了组合模型视图和投影矩阵。6和7行代码定义了顶点着色器的输入数据：Attributes，vec4表示包含了4个浮点数的向量，a_position是顶点位置属性，a_color是顶点颜色属性。第10行代码定义了varying类型的变量v_color，varying是用于从顶点着色器传递到片元着色器的变量，v_color是顶点着色器的输出数据，存储了每个顶点的颜色。12-17行的main函数是顶点着色器和片元着色器的入口，第15行读取了顶点着色器输入属性中a_color的值，并把它赋值给输出数据v_color，第16行的gl_Position 是内置的varying变量，不需要声明，顶点着色器必须把变换后的位置赋值给它。
2.图元装配(Primitive Assembly)
顶点着色器之后，渲染流水线的下一个阶段是图元装配，图元是一个能用opengl es绘图命令绘制的几何体，绘图命令指定了一组顶点属性，描述了图元的几何形状和图元类型。顶点着色器使用这些顶点属性计算顶点的位置、颜色以及纹理坐标，这样才能传到片元着色器。在图元装配阶段，这些着色器处理过的顶点被组装到一个个独立的几何图元中，例如三角形、线、点精灵。对于每个图元，必须确定它是否位于视椎体内(3维空间显示在屏幕上的可见区域)，如果图元部分在视椎体中，需要进行裁剪，如果图元全部在视椎体外，则直接丢弃图元。裁剪之后，顶点位置转换成了屏幕坐标。背面剔除操作也会执行，它根据图元是正面还是背面，如果是背面则丢弃该图元。经过裁剪和背面剔除操作后，就进入渲染流水线的下一个阶段：光栅化。
3. 光栅化(Rasterization)
光栅化阶段把图元转换成片元集合，之后会提交给片元着色器处理，这些片元集合表示可以被绘制到屏幕的像素。如下图所示：
下面是一个简单的片元着色器源码，可以跟上面的顶点着色器源码结合绘制一个高洛德着色的三角形。
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1.
precision mediump float;2.3.
varying vec4 v_color; //
input vertex color from vertex shader4.5.6. void7.
main(void)8.
{9.
gl_FragColor = v_color;10.} |
第1行代码设置默认的精度修饰符，有highp、mediump、lowp，这个后面再详细解释。第3行代码定义了片元着色器的输入数据，顶点着色器必须赋值给片元着色器一组一样的varying变量。注意：gl_FragColor是片元着色器唯一的输出，第9行代码把输入数据v_color赋值给gl_FragColor。
5. 逐个片元操作阶段(Per-Fragment Operations)
片元着色器之后就是逐个片元操作阶段，包括一系列的测试阶段。一个光栅化阶段产生的具有屏幕坐标(Xw, Yw)的片元，只能修改framebuffer(帧缓冲)中位置在(Xw, Yw)的像素。下图是Opengl es 2.0逐片元操作的过程：
Pixel ownership test：像素所有权测试决定framebuffer中某一个(Xw, Yw)位置的像素是否属于当前Opengl ES的context，比如：如果一个Opengl ES帧缓冲窗口被其他窗口遮住了，窗口系统将决定被遮住的像素不属于当前Opengl ES的context，因此也就不会被显示。
Scissor test：裁剪测试决定位置为(Xw, Yw)的片元是否位于裁剪矩形内，如果不在，则被丢弃。
Stencil and depth tests：模板和深度测试传入片元的模板和深度值，决定是否丢弃片元。
Blending：将新产生的片元颜色值和framebuffer中某个(Xw, Yw)位置存储的颜色值进行混合。
Dithering：抖动可以用来最大限度的减少使用有限精度存储颜色值到framebuffer的工件。
逐片元操作之后，片元要么被丢弃，要么一个片元的颜色，深度或者模板值被写入到framebuffer的(Xw, Yw)位置，不过是否真的会写入还得依赖于write masks启用与否。write masks能更好的控制颜色、深度和模板值写入到合适的缓冲区。例如：颜色缓冲区中的write mask可以被设置成没有红色值写入到颜色缓冲区。另外，Opengl ES 2.0提供从framebuffer中获取像素的接口，不过需要记住的是像素只能从颜色缓冲区读回，深度和模板值不能读回。
注意：Opengl ES 2.0 的Per-Fragment Operations已经不再支持Alpha test 和 LogicOp了，这两个步骤在 OpenGL 2.0 和 OpenGL ES 1.x中是存在的。Alpha test 阶段不再需要的原因是片元着色器可以丢弃片元，所以可以在片元着色器中执行Alpha test。 LogicOp因为很少使用，所以不再支持了。
原文地址：http://blog.csdn.net/u013467442/article/details/44114441
