顯卡的工作原理

安徽理工大學電氣與信息工程學院 魯孝平

顯卡的工作原理

安徽理工大學電氣與信息工程學院 魯孝平

本文介紹了顯卡的工作原理，詳細闡述其四個工作步驟幾何處理、光柵化、像素渲染、ROP后端輸出的概念及工作原理。提出顯卡工作過程中出現的問題并給予解決方案。通過圖像清晰明了地表達了其工作原理。

顯卡；幾何處理；光柵化；像素渲染；后端

1.簡介

顯卡簡稱GPU，是組成計算機硬件系統的重要一環，主要負責計算機顯示圖像輸出。它通過與CPU的精密配合，繪制出一幅幅精美的畫面。現代GPU工作任務主要包括幾何處理，光柵化，像素渲染，ROP輸出這四個步驟。本文就通過對這四個步驟的詳細闡述來展示GPU是如何工作的。

2.幾何處理

整個流程的第一步是幾何處理，它的作用是把抽象的數學公式轉化為電腦屏幕前栩栩如生的形象輪廓。對于編程者來說，任何顯示在電腦屏幕上的圖像信息。都使由諸多復雜的數學公式來表示的，通過這些數學公式可以將程序員腦海中的復雜圖像，在一個三維坐標系中展現出來，把物體表面一些重要的關鍵點在通過數學公式映射在坐標系中，并通過一定的規則將這些離散的坐標點連起來，這樣就形成了一個在虛擬空間中的物體幾何輪廓，最后在通過對相應坐標點的位置變換，從而實現物體運動的表現。[1]

這些處于虛擬空間中的坐標點我們稱之為多邊形頂點，而GPU的工作就是將代碼中所描述的頂點參數映射到虛擬空間的坐標系中。……