几何阶段是渲染管线中的一个重要部分，主要负责处理3D模型的几何信息（比如顶点位置、形状、大小等），并将它们转换为屏幕上的2D图像。用通俗易懂的方式来解释：

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通俗解释：几何阶段就像把3D模型“拍扁”成2D照片

想象你是一个摄影师，正在用相机拍摄一个3D场景：

1. 摆放模型（顶点处理）：

   • 你需要把3D模型摆好位置，调整它们的形状和大小。

   • 这一步就像在摄影棚里摆放道具和演员。

2. 调整相机（变换和投影）：

   • 你需要调整相机的位置、角度和镜头，决定从哪个方向拍摄。

   • 这一步就像选择拍摄的角度和距离。

3. 拍扁成2D照片（投影到屏幕）：

   • 相机按下快门后，3D场景被“拍扁”成一张2D照片。

   • 这一步就像把3D世界转换成2D图像。

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几何阶段的具体步骤

1. 顶点处理（Vertex Processing）：

   • 输入：3D模型的顶点数据（位置、颜色、法线等）。

   • 任务：对顶点进行变换（比如移动、旋转、缩放）和光照计算。

   • 通俗理解：调整模型的位置、形状和颜色，打好灯光。

2. 图元装配（Primitive Assembly）：

   • 输入：处理后的顶点。

   • 任务：将顶点组装成图元（点、线、三角形）。

   • 通俗理解：用顶点拼出基本的几何形状，比如三角形。

3. 几何着色器（可选，Geometry Shader）：

   • 输入：图元。

   • 任务：生成新的图元或修改现有图元。

   • 通俗理解：在拍摄前对场景做一些特效处理，比如复制一些物体。

4. 裁剪（Clipping）：

   • 输入：图元。

   • 任务：去掉屏幕外的部分，只保留可见的部分。

   • 通俗理解：去掉照片中不需要的背景，只保留主体。

5. 屏幕映射（Screen Mapping）：

   • 输入：裁剪后的图元。

   • 任务：将3D坐标转换为2D屏幕坐标。

   • 通俗理解：把3D场景“拍扁”成2D照片，准备显示在屏幕上。

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举个例子

假设你要渲染一个3D房子：

1. 顶点处理：

   • 你调整房子的位置、大小和颜色，打好灯光。

2. 图元装配：

   • 你用顶点拼出房子的墙、屋顶和窗户（都是三角形）。

3. 裁剪：

   • 你发现房子的一部分在屏幕外，于是去掉这些部分。

4. 屏幕映射：

   • 你把房子的3D坐标转换成2D屏幕坐标，准备显示在屏幕上。

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总结

几何阶段的核心任务是把3D模型转换成2D图像。它就像摄影师拍摄3D场景的过程：摆放模型、调整相机、拍扁成2D照片。通过顶点处理、图元装配、裁剪和屏幕映射等步骤，几何阶段为后续的光栅化和片元处理奠定了基础。