前言：大局部人都会感到

，把我们眼前这些晶体管铺成的电路跟现实生活联系起来是非常荒诞的。比方说显卡吧，只有显卡没有坏掉的话， 把它插在完全的主板体系上再通上电，接在上面的屏幕就会很自然的亮起来，显卡只是一个跑图形工具，跟锅碗瓢 勺电灯泡洗衣机什么的没啥区别。生活就是生活，上班放工买菜做饭，该用工具的时候用就是了，工具的工作原理 是建立在理论之上的，无论是晶体管和图形数学，或者形成菜刀的珠光体和铁素体颗粒，亦或是电灯泡内部的真空 ，这些都是原理的产物，跟生活一毛钱联系都没有。
　　　　其实即使是爱好研讨原理的我，大多数时候也是这样想的。我会很天然的使用工具，而且在应用的时候不 会斟酌这玩意的工作原理是啥，由于潜意识里我也以为这些工具的工作原理跟生活不可能产生接洽，他们是属于另 一个世界的，物理和数学的世界里的货色。直到某天，我前座的元恺同学给我们讲述了他无比奇怪的装修阅历之后 ，我的主意完全被推翻了——原来显卡的工作不是与生活一毛钱联系都没有，这一群晶体管的工作方法，并不是树 立在什么精深的其余次元的实践之上的，不仅如斯，显卡以及整个图形的过程，居然跟生涯中最广泛的装修过程一 摸一样。
　　　　● 又是一年装修季
　　　　我的前座同事元恺在经过多年的努力之后，终于在首都购买了一套巴掌大的商品房。房子虽然不大，但每 一寸都倾泻着他的汗水和感情。元恺称心如意的端详着行将属于自己的房子,rose perfume，回忆着这几年辛苦甚至还有些辛酸的艰难买房之路，不仅鼻子一酸……当他一声长叹，想借此驱散伤感节制一下 情感的时候，房间里空阔的覆信吓了他一跳——哦对，别光顾的愉快，这房子还没装修呢。
　　元恺同学的新房
　　　　装修可是门需要过细看待的技巧活，要当真的设计，充足考虑自己现在和将来的使用情形，把每一个细节 都照料到了，还要找一个优良的施工队来干活，否则工程品质得不到保障的话，吃亏受累的还是自己。再怎么说这 房子也是要住70年的，不好好对待岂不亏待了自己？
　　一切停当，只待装修
　　　　元恺是个优秀的显卡频道编辑，这种优秀不仅表现在他平时的强悍的文章及评测中，更深深的融入了他的 生活。他生活的一切好像都跟显卡和图形有关，不信你看，就连他找的装修队都非常存在显卡特点，这不仅是一只 占有几十年教训的老施工队，甚至还有自己的队伍名——他们的队伍名，叫光栅化。
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　　装修队那点事儿
　　　　● 装修队那点事儿
　　　　光栅化妆修队是一只威名远播的家装队伍，他们成破于80年代初，经由几十年的打拼，步队从最开始的 1人发展到了当初范围宏大的专业化队伍，队伍中每个成员都有本人的代号，良多师傅都身怀特技，他们名字甚至 都是传奇。
　　光栅化装修队成员
　　　　曲师傅代号TS，是队伍中负责房屋内部构造及特别造型改装的内行内行。固然刚参加队伍没多久，然而 因为目前装修市场对屋宇内艺术造型的再造业务需要十分茂盛，因而曲师傅很快就成了队伍里不可或 缺的一份子。
　　与曲师傅代号相同的TS过程
　　　　向师傅代号US，专门负责为房间粉刷调漆，经过多年的磨砺和锤炼，向师傅已经从一个只会刷大白的小 工成长成了领有艺术家气味的职业调色师傅。现在向师傅不仅可以根据客户的不同需要精确地调配不同的漆料颜色 ，甚至还可以通过准确的调色和把持来接墙面彩绘之类的活计。另外，曲师傅加入之后跟向师傅的关联一直不错， 向师傅在工作之余常常会帮曲师傅做一些力不胜任的工作，他们纯粹的友情已经成了团队合作的象征 。
　　完整的UnifiedShader
　　　　闻师傅代号TMU，是队伍创立之初就已经加入的元老成员，虽然闻师傅干的活都是些刮腻子啊铺地砖啊 之类笨重的活计，但终年以来勤勤奋恳不辞辛苦，时刻严厉要求自己，在队伍中一直享有很高的权威。近年来家装 市场对质量和美学的要求一直增添，地砖的款式和种类急剧增加，闻师傅最近时常发愁，揣摩着怎么才能倏地又正 确的依照客户的要求从市场上找到地砖的样式并把它贴好。
　　与闻师傅同名的TMU单元
　　　　舒师傅代号ROP，跟闻师傅一样也是元老成员，他要把向师傅调好的漆料和颜色刷到已经刮好腻子的墙 面上，同时还要配合向师傅完成一些诸如墙面和地面彩绘之类的新兴业务。舒师傅在队伍中的工作量是最大的，整 间装修最后的效果都要靠他来呈现，这直接关乎工程的质量以及队伍的名声，因此舒师傅的义务和压力是非常大的 。
　　舒师傅对应的ROP单元
　　　　队长兼工头的姓名和代号都是个迷，现在只知道他叫吉师傅，他是队伍的第一名成员，有风闻说队伍刚成 立的时候他好像绰号VGA之类的。吉师傅负责整个队伍的调度以及管理工作，同时吉师傅手下还有一众暗藏极深 的本国小弟，没人见过他们的真身，只知道他们的帮助极大地进步了吉师傅对整个队伍的治理才能，大家都叫他们 cache、Thread Scheduler和crossbar什么的。
　　第一代DX11 GPU—RV870晶圆
　　　　不得不否认，当元恺眉开眼笑的向我们夸耀他找到的这支传奇普通的装修队时，我们有一种恍若隔世的感 到——元恺，你断定他们是一支家装队伍么？这基本就是在说显卡嘛。
　　　　元恺神秘的对我们说：“这算什么？我不仅找到了这么一只装修队，还旁听了他们全体的装修前规划会。 我跟你们说啊，他们不是名字神奇那么简略，听完了他们的会之后我才晓得，原来装修的支配，竟然完全跟一块显 卡的工作流程是一摸一样的啊。”
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　　我们是这样方案的
　　　　● 我们是这样打算的
　　　　基本的家装过程是这样的，首先要对装修计划进行设计,perfume outlet，按照顾客的要求将所需要的元素出现在装修筹划及效果当中，然后开始从外到内的施工过程，首先是外形改革及 管道走线等波及房屋结构变更的环节，接下来是墙面和地面的清算找平，之后是铺设地砖和墙纸，再来就是根据用 户的需要和设计方案为其粉刷必要的颜色，同时对细节进行必要的处理，在停止这个步骤之后，装修基本上就算是 完成了
　　装修的基础流程
　　　　作为准备工作的重要环节，光栅化装修队每次接活当前都会在开始工作之前进行准备会议，会上负责人会 将任务分派到每一个工人头上，好让大家对自己的任务有所了解并进行相应的准备。元恺同道旁听的，就是这么样 一个会议。
　　　　一个风和日丽的下战书，元恺同学来到了与会地点——自己的新居，工人师傅们已经先一步到了，他们正 围成一圈，听吉师傅布置任务呢。元恺同学静静地进了房间，没有人注意到他的存在。合法元恺向往着未来房间的 样子时，会议开始了。
　　元恺设想中未来房子的样子
　　　　“这次雇主的要求判若两人的不可理喻，不外既然咱们装修队这么多年已经名声在外了，多灾缠的顾客咱 们都能搞定，大家要有信念。下面我来安排下义务——步骤还跟以前一样，先处置吊顶，门框，起槽走线什么的， 由老曲负责；接下来闻师傅还是老样子，刮好腻子找平墙面地面，最后再把墙纸和地砖贴好；找平的时候向师傅还 跟从前一样赶快调漆，这次雇主的颜色有些‘错位’，调的时候多注意点；最后是舒师傅刷完房间，完了就可以交 房了。接下来大家有什么问题提出来，一起探讨吧。”
　　　　敢说我的要求不可理喻？我不就是要了点……等等，他们这个工作流程怎么这么耳熟啊？
　　DirectX 11流水线过程
　　　　元恺同学不愧是显卡频道的优秀编纂，一霎时他就注意到了事件的巧妙之处。装修的基本流程是房间结构 处理、油漆颜色+墙纸地砖调整、以及最后的粉刷过程，这不是恰好跟图形流水线几何处理、像素及材质处理以及 最后的混合输出流程完全一致么？
　　尺度光栅化图形过程
　　　　元恺同学开始高兴起来了，最近他和同事正在谋划一个叫《GPU大百科全书》的连载，盘算详尽的先容 GPU各个单元及局部的工作原理，还有整个渲染的流程，但始终找不到合适的类比对象来对图形专业的事物进行 艰深的说明，正在为此发愁呢。现在，天赐的良机来了。
　　　　于是，元恺同学一瞬间就将“不可理喻”那件事抛到了九霄云外，立刻取出了小本，开始认真的倾听起了 师傅们的讨论。
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　　又是拱门又是吊顶，开曲面细分么？
　　　　● 又是拱门又是吊顶，要开曲面细分么？
　　　　元恺是个讲求人，横平竖直的门框和房顶显然不能知足他对美及咀嚼得要求，所以元恺对装修队提出的第 一组要求，就是将门框变成拱门的形式，上面最好还有一些浮雕效果，而后在给房间来一个外形异常难以形容的开 放式吊顶。
　　开放吊顶装修后果
　　　　用户就是上帝，不论要求如许离谱都必需予以满意，这是光栅化装修队几十年来矗立于竞争剧烈的家装市 场不倒的主要起因。因此，尽管元恺同学的审美比拟脱线，但装修队还是决定逾额满足他的要求，为他弄一个带浮 雕花纹和大理石效果的拱门，这个任务义不容辞的落到了曲师傅的肩上。
　　元恺想要的拱门及开放式吊顶
　　　　根据吉师傅的支配，曲师傅要先把原来的门框打掉，然后根据设计要求在门的地位上重新制造一个门模， 以替换原有的房门结构，接着还要制作和装置新的吊顶。因为这是整个装修过程的第一个步骤，其他装修队的成员 都还没有多少要紧事可做，因此向师傅很自然的来帮曲师傅一起做新的拱门。
　　　　“恩，他们之间有着纯洁的友谊嘛。”元恺对我们如是说。
　　Tessellation过程
　　　　在图形处理过程中，Tessellation单元又是做什么用的呢？GPU中的Tessellat ion单元所做的事情其实跟曲师傅没有任何区别，setup单元一旦将顶点衔接完成几何结构的模型构筑，就 即是房子原有的结构已经造好。这时候程序如果有更高的几何形状要求而需要更多的多边形，好比说跟元恺同学一 样想要个带浮雕效果的拱门的时候，Tessellation单元就会根据需求重新天生新的顶点，并与Dom ain Shader一起将新的顶点放置到合适的位置上，以完成对旧有多边形的“碎裂”过程。
　　Tessellation模型对照
　　　　比如说一个三角形的核心放一个新的顶点，然后把它与三角形原来的顶点相连，一个三角形就变成了三个 新的三角形。通过这种操作，模型的表面就有了更多的多边形，于是也就可以具备更加细腻多样的形 状特征了。
　　Tessellation效果比较
　　　　“曲师傅干的活跟Tessellation单元本来一摸一样，我要的那个拱门和吊顶跟曲面细分的要 求是雷同的，都是不满足原有的形状，想要更好的几何细节，别看曲师傅是一装修工人，他的工作直到Direc tX 11时期才被GPU以纯硬件的情势所实现，太神奇了。”
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　　刮腻子铺墙纸的任务就交给TMU单元吧
　　　　● 刮腻子铺墙纸的任务就交给TMU单元吧
　　　　房间的墙和地面如果不平的话，所有装修都无从谈起，所以根据部署，在曲师傅处理完拱门的问题之后， TMU师傅就要对房屋的名义和地面进行一些处理。他需要在墙面上刮些腻子，以便可能找平墙面，同时铺上墙纸 赋予墙面根本的颜色，对地面也需要铺好地砖，这样才干便利为整个房间构筑基本的外观，让调漆师傅有前提根据 需求对油漆的颜色进行调剂。
　　刮腻子以及墙面找平过程
　　　　地砖和墙纸的起源部分会比较麻烦一些，因为元恺抉择的是包工包料的装修方式，所以闻师傅还要根据设 计需要去市场上寻找并购买合适的地砖和墙纸，再把它带回来贴在该贴的地方上。
　　市场上目不暇接的地砖就像是个材质库
　　　　“你们岂非不觉得这跟纹理单元干的活截然不同么？闻师傅根据需要去市场上采购地砖，这跟纹理单元从 材质库中抓取材质有什么分辨？”
　　选取适合的地砖就像纹理定址
　　　　没错，TMU单元在GPU中的作用，就是对材质库以及显存中的纹理进行定址和抓取，程序员会预先烘 焙好一些材质，这些材质拥有基本的颜色及形貌特点，TMU单元会根据几何表面的需要从材质库中定位并抓取合 适的材质，以便构成物体表面的基本外貌，方便后续的Shader单元对颜色进行正确的计算，同时减轻整个渲 染过程的压力。
　　基本材质操作
　　　　一直以来TMU单元都是GPU非常非常重要的组成部门，快捷的纹理贴图性能直接关系着GPU的表示 。而闻师傅所要面对的情况是完全一样的，市场上有一大堆的地砖墙纸，只有一部分是合乎装修需要的，TMU师 傅需要根据需要去市场上寻找，找到之后再把它们买回来并贴在该贴的处所上。这个寻找和购置过程的快慢，直接 影响着装修后续工作的速度。
　　材质抓取过程
　　　　定址，抓取，去市场寻找，洽购……闻师傅，你不仅跟GPU里的TMU单元同名，连干的活都是一样的 ，这太神奇了。
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　　雇主的卧室颜色要255.175.190的
　　　　● 雇主的卧室颜色要255.175.190的
　　　　元恺同学的扬眉吐气显然还没有完，接下来我们听到了更加震惊的事情。
　　　　“据说自从向师傅成长成了一名带有艺术气息的调漆师傅之后，他整个人都变了，在他眼中的所有颜色全 部不再是简单的颜色，而是一组又一组的数字，每种颜色都对应三原色的混合比例，每种三原色的比例都会用一个 0到255的数字去表示。”
　　　　“那不就成了RGB格局了么？”
　　由RGB三原色表现的颜色
　　　　“对啊,nike air max 95s，后来为了配合向师傅的工作，整个装修队在讨论颜色的时候都开始这么表述了。”
　　　　“那你房间要求的是什么颜色啊？”
　　　　“他们说我卧室房间的要求好像不太好调，但向师傅说他敷衍得来，而且打上光应该会很难看很暖和，颜 色是255.175.190。”
　　装修的调漆过程
　　　　作为男共事，我们对元恺同学的审美再次有了新的意识，因为255.175.190用事实世界的颜色 来描写，长短常可恶的粉红色……
　　元恺的255.175.190色房间
　　　　GPU对像素的处理是通过US单元来实现的，就似乎房间的颜色是由调好的油漆颜色决定一样，物体表 面的颜色细节也是由像素来决定的。像素的颜色通常由三原色混合来完成，因此其颜色值也可以通过3个不同的数 字予以表示。
　　RGB三原色表
　　　　GPU的US单元会根据程序的需要对每一个像素的RGB值进行计算，不管光影仍是色泽，最终都能够 通过这些数值表白的颜色来准确的进行反应。US单元中的ALU在完成对RGB值的计算之后会把它传输给RO P单元与纹理进行混合，这跟向师傅把调好的油漆递给ROP师傅并把它刷在墙上不任何差别。
　　shader单元中的ALU
　　　　“向师傅好像不光跟曲师傅关系很好，他跟舒师傅之间仿佛也不个别，我听见舒师傅开准备会的时候跟向 师傅咬耳朵，好像在说什么‘那家伙要的彩绘……回首你告知我怎么画……有你帮我……太好了……’之类的，然 后他忸怩的跟向师傅相视一笑，他们的关系必定不简单。”
　　与几何部分以及ROP连接都非常严密的shader
　　　　我信任所有围观的听众同事们当时心里都有了点异样的不快感……算了元恺，为了进一步懂得这么离奇的 装修队，我们忍了,ghd iv styler limited edition，你持续讲吧。
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　　他还要铺地板？那咱们只有延迟渲染了
　　　　● 他还要铺地板？那我们只有延迟渲染了
　　　　我们说过，元恺是个讲究人，讲究这个词换个说法就是事多，东北话叫“硌瑟”。这不，他 开始来事了。
　　　　“他们开准备会的时候，我突然认为地砖和房间的感觉很不搭配，所以我决定不铺地砖了，更换地板了。 等他们开完会之后我跟他们说了一下，结果你们猜怎么着？他们当场就宁静了。所有人都看着我，看得我直发毛， 最后吉师傅才跟我说这很难办。”
　　地砖换成了木地板，装修过程都要变
　　　　“难办？地砖地板不都是铺么？”
　　　　“不一样的，如果是地砖的话，前面那个顺序是不变的，但如果换成地板的话，因为担忧油漆会掉到地板 上，所以地板一定要等墙面铺好墙纸并刷过之后才能铺。而且因为没有参照系，所以通常情况下铺好地板之后，墙 面的颜色还会有些微的调整，这样能力让整个房间的色调达成一致。这直接打乱了向师傅的工作过程，他不得不改 变过去的工作顺序和状况了。”
　　　　“这……听起来就像是延迟渲染啊……”
　　Deferred shading过程
　　　　是的，又一个GPU渲染进程的要害步骤。延迟渲染（Deferred shading）会依据图形的须要，将光照之类的操作从传统的Pixel Shader前段直接转移到整个流水线后真个MRT（多目的渲染）里。这种延迟转变了shader操作的次 序，将其连续到了紧贴混合之前。只管方向和目标不同，但这跟满意硌瑟的元恺铺地板的要求所导致的向师傅从新 调色切实是有殊途同归之妙。
　　Deferred shading处理之后的效果
　　　　在经历了这一连串的冲击之后，我们开始猜忌，上帝发明家装事业以及图形处理过程这两件事物时，是不 是提前把他们设定成了一对失散多年的孪生兄弟。
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　　粉刷的活天然是ROP丰功伟绩
　　　　● 粉刷的活做作是ROP劳苦功高
　　　　GPU工作的最后一步，是将经ALU盘算好的像素同TMU单元拾取的材质进行混杂，并将终极成果输 出浮现出来。装修都到了这个份上了，我们感到最后一步应当出不了圈子了，舒师傅干的活，就是ROP单元的功 效：混合和输出，或者说——把色彩像刷漆一样刷到纹理上。
　　shader及texture混合过程
　　　　“最后，舒师傅接下了最重的活，他要把调好的漆料刷在墙纸上，因为我常设换了地板，在铺完地板之后 他还可能要再刷一次，而且必须胆大妄为的，免得把我的地板弄脏。还有……”
　　装修中的刷漆
　　　　“还有？喂，你的要求来得多了点吧”
　　　　“其实也不是什么过火的要求啦，我只是……只是让他给我来一个墙面彩绘，造型也不难，不过是个阿部 高和罢了啦。”
　　元恺请求的阿部高跟墙绘
　　　　阿部高和？你把这么危险的形象画在粉色的房间墙上做什么？还有，你管这叫“造型也不难 ”？
　　ROP混合并输出的效果
　　　　ROP单元在GPU中的重要作用，就是将全部像素填充进纹理，并使得纹理最终取得正确的表现效果。 US单元所完成的工作虽然是对像素的计算和处理，但他并不涉及操作环节，这就比如向师傅调好了正确颜色的漆 ，却没有把它弄到墙上一样。油漆的颜色再正确也仅仅是油漆，如果没有舒师傅的粉刷，它永远都不可能变成房间 的颜色效果。同时，通过舒师傅精心的粉刷以及彩绘，诸如阿部和高之类危险地效果也可以在墙壁和墙纸上得到体 现，这与ROP单元通过混合完成一些特殊殊效也是一致的。
　　舒师傅的刷漆工作量是很大的
　　　　前面的各个单元工作效力再高，假如ROP这边数目不够或者机能不佳，无奈疾速的实现混合以及输出动 作，全部GPU的性能都会受到极大的影响。装修这边的话，前面多少位师傅再怎么尽力，舒师傅不刷完漆，这房 间就算没装完。
　　快速完成像素混合和输出操作是ROP单元的任务
　　　　原来到任重道远，再加上元恺这么个多事的家伙，我们不禁得从心坎中感叹——舒师傅你真的是辛劳了啊 。
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　　就这么定了，下礼拜进场！
　　　　● 就这么定了，下星期进场！
　　　　筹备会开完了，这时候工人师傅们才留神到拿着小本傻愣愣的站在后面的元恺同窗，此时的元恺不仅把小 本子记得满满的，而且两眼放光的盯着诸位师傅，工人师傅们完整不懂得元恺为什么一脸崇敬的看着 他们。
　　元恺想象中装修完成的效果
　　　　“不就是装修前预备会么？就把这小子听傻啦？”
　　　　“可能咱们太专业了，把这小子镇住了吧，你看他还拿小本记载呢。”
　　　　“外行挺热烈，内行听门道，包不起他是个行家也说不定呢，拿小本可能是为了记下来好未来挑咱们的弊 病。”
　　　　“真的？那咱们可得好好装，不能折了咱们的名声啊。”
　　装修尚未开端，好戏还在后头
　　　　吉师傅热忱的拍着还在回味刚刚会议内容的元恺的肩膀，说你释怀吧，装修队今天来细心看过屋子了，刚 刚还仔细研究了一下你的要求，虽然要求有不少都有些……独特，但你刚刚也闻声了，队里的师傅都表示没什么问 题。以光栅化装修队多年的信用，我向你保障这次装修相对不会出问题。算上准备物料等等的时光，我们决议下礼 拜进场动工。
　　图形过程实在也是一次装修
　　　　“从下礼拜开始，我一定天天都去盯着他们施工，把每一个细节都记载下来，回来之后用他们来对比GP U的每一个细节，你们就等着《GPU大百科全书》的出版吧。”
　　　　好的元恺，我们等着你。
　　转自：http://vga.zol.com.cn/230/2308802_all.html#p2308802
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