DX 11 - 렌더링 파이프 라인

● 렌더링 파이프 라인

*파이프 라인 => 전단계의 출력이 다음 단계의 입력인 구조를 갖는다.

전체적인 과정은 9개의 과정으로 이루어져있으며 3D 에서 9가지를 전부 사용하거나 일부만사용한다고함.

 

다이렉트11에서 그래픽 파이프라인을 정의하는 인터페이스는 ID3D11Device, ID3D11DeviceContext 이다.
ID3D11Device : GPU와 GPU의 자원의 virtual representation을 제공.

ID3D11DeviceContext : 파이프라인에 대한 그래픽처리를 나타낸다.

ID3D11Device 인스턴스로 장면에서의 그래픽을 처리하는 GPU 자원으로 구성하고 획득하며, 

ID3D11DeviceContext 로 그래픽 파이프라인에서의 적절한 쉐이더 단계에서 자원들을 처리한다. 

ID3D11Device 메소드는 씬을 setup하거나 device가 바뀔때 호출되지만 

ID3D11DeviceContext 는 매 프레임마다 호출한다.

지금 배우는 2D 수업에서는 필수는 5가지 를 사용한다.
DrawCall -> IA(정점생성) -> VS(정점의이동) -> RS(픽셸단위생성) -> PS(픽셸의색상정의) -> OM(출력)

 

1. Input Assembler (입력조립기) ( I A )

정점(Vertex)정보와 정점이 찍힐 순서(Index) 정보를 얻어와 그리고자 하는 도형을 조립해준다.

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2. Vertex Shader (정점 셰이더) ( V S )

Input Assembler 단계를 거쳐 도형이 조립된 이후에 들어오는 단계이다.

정점 하나를 받아서 정점 하나를 출력한다고 생각 한다면 된다.

화면에 그려질 모든 정점 정보는 이 단계를 거쳐가며, 하드웨어(GPU)에서 진행(자동으로)이 된다고 한다.

구체적인 내용은 사용자의 정의로 구현하여 그래픽 장치에 넘겨주는 개념이다.

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3. Hull Shader (덮개 셰이더) ( H S )

다음단계인 Tessellator 단계를 사용하기 위한 준비라고 볼 수 있다.

사용을 할꺼면 Hull Shader, Tessellator, Domain Shader 이 3가지를 전부 사용하거나

그렇지 않을꺼면 셋다 사용하지 않아야 한다.

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4. Tessellator (분할기) ( T S )

한 Mesh의 삼각형들을 더 잘개 쪼개서 새로운 삼각형을 만드는 과정이다.

새로운 삼각형들을 새로운 위치로 이동함으로써 좀더 세밀한 메시를 표현 할 수 있다.

최적화단계에서 보자면

1) 카메라에 가까운 메시의 면들을 좀 더 세밀하게 표현하고,

카메라와 거리가 먼 면들은 테셀레이션을 적용하지 않는 방식의 세부수준 메커니즘을 구현 할 수 있다.

(쉽게말해 가까우면 정밀하게 그리고 멀면 대충그린다)

2) Low Poly 메시를 즉석에서 추가하여 메모리에 적용 할 수 있다.

3) 애니메이션, 물리 처리 같은 연산들을 단순한 저다각형 메시에 대해 수행하고, 테셀레이션된 고 다각형 메시는 랜더링에만 사용함으로써 연산량을 줄일 수 있다.

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5. Domain Shader ( D S )

테셀레이션의 세번째 단계로, 출력패치에서 세분화된 점의 꼭지점 위치를 계산한다.

테셀레이션에서의 출력 UV 좌표, Hull Shder 출력 상수에 대한 읽기 전용 권한이 있다.

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6. Geomatry Shader ( G S )

하나의 도형을 받아서 해당 도형의 모양을 주무를수 있다.

기하구조를 생성하거나 파괴할수 있다는 소리이다.

입력 기본 도형을 여러 기본 도형들로 확장할 수도 있고, 조건에 따라서 출력하지 않고 폐기 할 수도 있다.

 

+ Stream Output shader

기하 쉐이더단계(또는 정점쉐이더 단계)에서 메모리에 있는 하나 이상의 버퍼로 정점 데이터를 연속적으로 출력하는 단계. 메모리에 출력된 데이터들은 pipeline에서 다시 읽어들일 수 있다. 

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7. Rasterize (래스터화) ( R S ) 

투영된 3차원 삼각형 으로부터 픽셀 생상들을 계산해내는 것이 레스터라이즈의 주 목적이다.

앞면을 출력하고 뒷면을 추려낸다.

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8. Pixel Shader ( P S )

위의 작업을 거친 후 그래픽 장치에서 실행하는 단계이다.

보간된 정점 특성들을 입력받아 하나의 색상으로 출력을 해준다.

고정된 색상을 출력하는 심플한 과정부터 조명, 반사 그림자 등의 복잡한 과정까지 다양한 형태를 가지고 있다.

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9. Output Merger(출력 병합 단계) ( O M )

출력을 위해 부가적인 요소 (스탠실, 깊이) 등을 병합해주는 단계이다.

출력 하기로 한 픽셀의 단편은 후면버퍼에 기록이 된다. 

(출력과 연관된 전반적인 단계)

 

참조 사이트

https://blog.nullbus.net/13

DirectX11 Tutorial 4 - 버퍼, 셰이더, HLSL

https://copynull.tistory.com/242

[DirectX11] Tutorial 4 - 버퍼, 쉐이더 및 HLSL