graphics - Skia 或 Direct2D 如何使用 GPU 渲染线或多边形？

Question

这是一道理解二维矢量图GPU加速渲染原理的题。

使用 Skia 或 Direct2D，您可以绘制例如圆角矩形，贝塞尔曲线，多边形，还有一些效果，比如模糊。

Skia/Direct2D 提供基于 CPU 和 GPU 的渲染。

对于 CPU 渲染，我或多或少可以想象呈现一个圆角矩形。我已经见过很多不同的线条渲染算法。

但是对于 GPU，我没有太多线索。

• 圆角矩形是由三角形组成的吗？
• 圆角矩形是否完全由野生像素着色器绘制？

是否有一些基本示例可以向我展示这些东西如何工作的基本原理？

(可能，解决方案也可以在 Skia 的源代码中找到，但我担心它会太复杂/通用，以至于像我这样的菜鸟不会理解任何东西。)

Answer 1

在 direct2d 的情况下，没有源代码，但由于它在引擎盖下使用 d3d10/11，所以很容易看到它在幕后使用 Renderdoc 做了什么。

基本上，d2d 倾向于通过尝试将任何几何类型放入单个缓冲区来最小化绘制调用，而 skia 则根据形状类型具有一些专用着色器集。

因此，例如，如果您绘制一条贝塞尔曲线路径，Skia 将在可能的情况下尝试使用曲面分割着色器(如果您之前渲染的元素是矩形，则需要一个新的绘制调用)，因为您更改了管道状态。

另一方面，D2D 倾向于在 CPU 上分割，并推送到某个顶点缓冲区，并且仅当您更改画笔类型时才切换绘制调用(如果您从一种纯色画笔更改为另一种，它可以保持相同的着色器，所以它不会切换)，或者当缓冲区已满，或者如果您从形状切换到文本(因为它随后需要发送纹理图集)。

请注意，当分割贝塞尔曲线路径时，D2D 在使生成的几何体非自相交方面做了非常出色的工作(因此即使在一些复杂的自相交路径上，alpha 混合也能正常工作)。

在圆角矩形的情况下，它做同样的事情，只是镶嵌成三角形。

这允许它在很大程度上减少绘制调用，并允许在非 msaa 表面上进行抗锯齿(这是在网格级别完成的，带有一些带 alpha 的小三角形)。它的缺点是它没有使用太多的硬件功能，并且发出的几何图形可能非常高，即使对于看似简单的形状也是如此。

由于 d2d 更喜欢使用三角形带或三角形列表，因此在绘制简单的三角形列表时它可以做一些非常有趣的事情。

对于文本，d2d 使用实例化并为每个字符绘制一个实例化的四边形，它也擅长对这些进行批处理，因此如果您连续多次调用某些绘制文本函数，它会尝试将其合并为一个调用，如下所示好吧。