GPU：以前用cpu來做渲染，但cpu是串行架構的，這樣就會導致渲染效率很低，后來就發明了gpu，gpu是並行計算的，同時處理多任務。衡量gpu性能的一個重要術語叫 每秒像素填充率。
oepngl es：一套圖形硬件的軟件接口，直接和gpu交互，多應用於各類嵌入和手持平台
OpenGL ES 2.0渲染管線
左邊為客戶端，右邊為opengl服務端。客戶端將頂點，着色器程序，紋理和其他gl狀態傳入服務端，然后客戶端調用繪制命令，gl就對輸入的圖元執行一系列處理，把結果的像素填入到幀緩沖，交換緩沖區就顯示在屏幕上。
過程中，頂點着色器和片段着色器是可編程的，程序可通過提供着色器程序達到在gpu中渲染管線的目的。其他階段只能用一些固定的gl命令來影響該階段的執行
頂點數組
傳入opengl es前，，3d模型會轉為一組圖元的集合。每個圖元都是一個點，線段或者三角形（或者多邊形），模型間獨立繪制，修改模型的某些設置不會影響其他模型的繪制。
圖元都是由一個或多個頂點組成，組成線段或者三角形，每個點都關聯着數據，包括坐標，顏色，法向量和紋理坐標。
通過綁定頂點緩沖對象（vertex buffer objects，vbo），把頂點數組數據傳入到渲染管線。
opengl中命令按接受順序執行，所以一組圖元繪制完畢才會繪制下一組。
頂點着色器
頂點着色器是一段類似c的程序，由程序員提供在gpu執行，對頂點運算。可計算頂點的坐標，顏色，光照，紋理坐標。
着色器最重要的任務就是頂點坐標轉換，即游戲的坐標系轉為opengl的坐標系，這里就執行模型視圖變換，轉為裁剪坐標系，頂點着色器轉換后的坐標存於gl_Postion。
着色器另一個功能是向后面片段着色器提供一組易變變量，用於圖元裝配階段后的插值計算，具體后續補充。
圖元裝配
頂點數組進入gl渲染管線時，頂點坐標位於應用程序的本地坐標系，着色器計算后轉為裁剪坐標系，通常是向頂點着色器傳入一個模型視圖變換矩陣，執行坐標變換實現。
裁剪坐標系定義在一個視錐體里，這是游戲的可視空間，由6個面組成，如下圖。
圖元如果和任意面相交，會觸發裁剪，產生新圖元。透視裁剪需要每個圖元和6個面進行相交計算並產生新圖元，影響性能。如果在x或y方向上超出屏幕(glViewport定義)部分，則不用產生新圖元，在視口變換時候高效丟棄。
視錐體在3d游戲里通常表現為一個攝像機，觀察點為原點，可通過gluPerspective定義其結構（開口大小，平面尺寸等），gluLookAt定義觀察點。
視錐體遠近平面比例應該保持一致，否則轉為屏幕時會導致圖元變形。
視錐體裁剪后需要透視分離，投影到視口上，稱為規則化的設備坐標系，取值[0,1]。最后規則化后的坐標經過視口變換轉為屏幕坐標，視口位置和尺寸通過void glViewPort(Glintx, Glint y, GLsizei w, GLsizei h)定義，左下角起點，單位都是像素。
光柵化
在光柵化之前，要判斷圖元是面對觀察者還是背對觀察者，以決定是否丟棄圖元，glFrontFace命令來決定哪個反方向為正，glCUllFace命令決定保留哪個方。這樣做減少不必要的繪制。方向的確定主要通過頂點的索引，索引都是按順序的，可通過順序的方向來決定。
光柵化會對圖元的片段采樣，以決定哪些片段位於圖元內。過程中，片段坐標值是離散的正數，丟失精度，可能出現鋸齒。
而后，片段着色器就能使用這坐標值對該片段進行着色，最終化為一個像素。光柵化中還要計算頂點着色器定義的易變變量的插值，給后面的片段着色器做插值使用。
片段着色器
這是可編程的，可實現高級特效，如貼圖，光照，環境光，陰影等。其作用主要是計算每一個片段的顏色值。
片段着色器根據頂點着色器輸出的頂點紋理坐標對紋理采樣，計算該片段顏色，最后寫入幀緩沖。實際上還有放大縮小等問題，一般可通過glTexParameter設置一些處理方式，例如多級紋理。
片段着色器可執行光照等高級特效的地方，例如傳入光照位置和光源顏色，經過一定公式計算得出新顏色，就有光照效果了。
片段測試
像素所有權：像素位置所有權是否屬於OpenGL Es，例如被其他窗口擋住了
裁剪測試：glScissor設定一個矩形，在區域外的都被丟棄
多重采樣片段操作：就通過某種采樣方式來計算顏色
深度測試：貌似3d里的概念，3d里存在遠近，近的覆蓋遠的，所以需要一個深度測試，放棄一些像素點的繪制
模版測試：通過預設的條件，一般為mask值，如果通過條件則通過測試，否則丟棄，具體應用有ClippingNode
混合：描述圖片和場景當前位置的顏色組合
完成片段測試后，就能寫入幀緩存區了，然后顯示。
渲染管線中的並行計算
opengl es是按順序執行命令，但每一個階段都是並行的，而階段內部被拆分成多個子任務，也是並行的，也就是縱向橫向都並行。正因為如此，所以計算需要的數據都得依賴於傳入和狀態的設定。opengl es是一個狀態機，很多操作都依賴當前特定狀態值，這樣做能保證並行計算，提高渲染效率
構建高性能渲染引擎
減少渲染次數（draw call）：主要是每一次draw call都會伴隨着數組和紋理的復制（cpu->gpu），紋理的復制是十分耗的，減少調用能減少這些復制，可以在一次調用中傳遞更多的頂點數組，使用同一張紋理的操作盡量合並。cocos2dx提供的紋理batch類就是做相似的工作
渲染從主線程分離：利用cpu多線程的優勢，避免cpu和gpu速度差異帶來對性能的影響。繪制命令集中可方面優化。但cocos2dx是單線程，但繪制邏輯已經從ui樹中抽離，做成了單獨的command，后面會說。
幀緩沖
渲染管道最后目的就是將每個像素點的顏色，深度，模版等數據傳送到幀緩沖區。
幀緩沖區存儲着所有像素點的顏色深度和模版值，一個幀緩沖對應3個附加點，組成一個邏輯緩沖區，分別存顏色，深度和模版數據。每個附加點綁定到一個渲染緩沖對象。顏色和深度附加點可以綁定到一個紋理上，就可以繪制到紋理而不是顯示設備了。
視窗系統提供幀緩沖，可多個，切換不需要切換opengl es上下文。
內容繪制到視圖幀緩沖才會顯示在屏幕，一般采用雙緩沖區，一個顯示，一個后台繪制，繪制完切換到前台顯示，達到流暢顯示的效果。