一直以來，GPU都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)鞧PU圖形處理器的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、GPU計(jì)算能力和計(jì)算模式方面的問題

當(dāng)前 GPU 的基礎(chǔ) ———傳統(tǒng) Z-buffer 算法不能滿足新的應(yīng)用需求。在實(shí)時(shí)圖形和視頻應(yīng)用中，需要更強(qiáng)大的通用計(jì)算能力，比如支持碰撞檢測(cè)、近似物理模擬;在游戲中需要圖形處理算法與人工智能和場(chǎng)景管理等非圖形算法相結(jié)合。當(dāng)前的GPU 的體系結(jié)構(gòu)不能很好地解決電影級(jí)圖像質(zhì)量需要解決的透明性、高質(zhì)量反走樣、運(yùn)動(dòng)模糊、景深和微多邊形染色等問題，不能很好的支持實(shí)時(shí)光線跟蹤、Reyes(Renders everything you ever saw) 等更加復(fù)雜的圖形算法，也難以應(yīng)對(duì)高質(zhì)量的實(shí)時(shí)3D圖形需要的全局光照、動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)顯示以及陰影和反射等問題。需要研究新一代的 GPU 體系結(jié)構(gòu)突破這些限制。隨著 VLSI 技術(shù)的飛速發(fā)展 ，新一代 GPU芯片應(yīng)當(dāng)具有更強(qiáng)大的計(jì)算能力 ，可以大幅度提高圖形分辨率、場(chǎng)景細(xì)節(jié) (更多的三角形和紋理細(xì)節(jié))和全局近似度。圖形處理系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是圖形和非圖形算法的融合以及現(xiàn)有的不同染色算法的融合。新一代的圖形系統(tǒng)芯片需要統(tǒng)一靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、新的程序設(shè)計(jì)模型、多種并行計(jì)算模式。我們認(rèn)為發(fā)展的趨勢(shì)是在統(tǒng)一的、規(guī)則并行處理元陣列結(jié)構(gòu)上，用數(shù)據(jù)級(jí)并行、操作級(jí)并行和任務(wù)級(jí)并行的統(tǒng)一計(jì)算模式來解決當(dāng)前圖形處理系統(tǒng)芯片面臨的問題。

二、GPU圖形處理器渲染過程

GPU渲染流水線，是硬件真正體現(xiàn)渲染概念的操作過程，也是最終將圖元畫到2D屏幕上的階段。GPU管線涵蓋了渲染流程的幾何階段和光柵化階段，但對(duì)開發(fā)者而言，只有對(duì)頂點(diǎn)和片段著色器有可編程控制權(quán)，其他一律不可編程。

簡(jiǎn)單總結(jié)GPU管線，這階段中主要是對(duì)圖元進(jìn)行操作。首先，將由應(yīng)用階段加載到顯存中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)(由drawCall指定后)作為輸入傳遞給頂點(diǎn)著色器。接著，頂點(diǎn)著色器首先對(duì)圖元的每個(gè)頂點(diǎn)設(shè)置模型視圖變換及投影變換(即右乘MVP矩陣)，然后將變換后的頂點(diǎn)按照攝像機(jī)視椎體定義(即透視投影，或正投影)進(jìn)行裁剪，將不在視野內(nèi)的頂點(diǎn)去掉并剔除某些三角面片。最后到幾何階段的屏幕映射，負(fù)責(zé)把修改過的圖元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到屏幕坐標(biāo)系中(即投影到屏幕上)。

到光柵化階段，這一階段主要目的是將每個(gè)圖元轉(zhuǎn)換為多個(gè)片段，并生成多個(gè)片段的位置，由片段著色器負(fù)責(zé)計(jì)算每個(gè)片段的顏色值。同時(shí)，在這階段片段著色器通常會(huì)要求輸入紋理，從而對(duì)每個(gè)片段進(jìn)行著色貼圖。每個(gè)片段在被發(fā)送到幀緩沖區(qū)之前，還會(huì)經(jīng)歷一些操作，這些操作可能會(huì)修改片段的顏色值，其中包括深度測(cè)試，模板測(cè)試，像素所有權(quán)測(cè)試，與當(dāng)前緩沖區(qū)相同位置顏色混合等等。

最后，幀緩沖區(qū)內(nèi)容被交換到屏幕進(jìn)行顯示。

三、手機(jī)的強(qiáng)制進(jìn)行GPU渲染是什么

安卓的軟件應(yīng)用的界面可以使用cpu或gpu渲染，包括桌面。由于gpu處理圖形比cpu好，所以gpu渲染應(yīng)用的界面會(huì)更流暢，同時(shí)減輕cpu的負(fù)擔(dān)。gpu強(qiáng)制渲染就是hwa(hard ware acceleration硬件加速)的一種，能夠得到更好的優(yōu)化。

在安卓3.0前，安卓都沒有強(qiáng)制gpu渲染，應(yīng)用在運(yùn)行前會(huì)多了一個(gè)檢測(cè)，檢查應(yīng)用是否支持gpu加速hwa，然后采用應(yīng)用默認(rèn)的cpu渲染或gpu渲染的方式。

在3.0之后，安卓在開發(fā)者選項(xiàng)里增加了強(qiáng)制gpu渲染，開啟Force GPU Rendering之后，系統(tǒng)不再檢查軟件是否支持HWA，一律使用GPU渲染界面，不僅減少檢測(cè)hwa的環(huán)節(jié)，充分利用gpu，減輕cpu的負(fù)擔(dān)，軟件和桌面提高幀數(shù)，變得更流暢。

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