Rendering pipeline nasıl işler? Vertex shader ile fragment shader arasındaki fark nedir?

GPU'da bir mesh'in ekrana çizilmesi kabaca şu aşamalardan geçer:

1. Input assembly: Vertex ve index buffer'lardan üçgenler oluşturulur.
2. Vertex shader: Her vertex için bir kez çalışır. Vertex'i object space'ten clip space'e dönüştürür (MVP matrisi), normal, UV gibi verileri sonraki aşamaya aktarır.
3. Rasterization: Üçgenler ekran piksellerine karşılık gelen fragment'lara bölünür; vertex verileri üçgen boyunca interpolasyonla dağıtılır. Back-face culling ve clipping burada yapılır.
4. Fragment (pixel) shader: Her fragment için çalışır. Doku örnekleme, ışıklandırma hesabı yaparak son rengi üretir.
5. Output merger: Depth test, stencil test ve blending (saydamlık) uygulanıp sonuç frame buffer'a yazılır.

struct appdata { float4 vertex : POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; };
struct v2f     { float4 pos : SV_POSITION; float2 uv : TEXCOORD0; };

sampler2D _MainTex;
float4 _Color;

v2f vert (appdata v)
{
    v2f o;
    o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);   // MVP dönüşümü
    o.uv = v.uv;
    return o;
}

float4 frag (v2f i) : SV_Target
{
    return tex2D(_MainTex, i.uv) * _Color;    // piksel rengi
}

Fragment sayısı genellikle vertex sayısından çok fazladır; bu yüzden pahalı hesapları mümkünse vertex shader'a taşımak ve overdraw'u (aynı pikselin defalarca çizilmesi) azaltmak önemli optimizasyonlardır. Pipeline'da ayrıca opsiyonel geometry ve tessellation aşamaları ile genel amaçlı compute shader'lar bulunur.