8.1　渲染和显示

计算机将图形显示到显示设备上的过程，可以划分为两个阶段：第一阶段是渲染（render）过程，第二阶段是显示（display）过程，如图8-1所示。

图　8-1　图形渲染显示过程示意图

8.1.1　渲染

所谓渲染就是将使用数学模型描述的图形，如"DrawRectangle(x1,y1,x2,y2)"，转化为像素阵列，或者叫像素数组。像素数组中的每个元素是一个颜色值或者颜色索引，对应图像的一个像素。对于X窗口系统，数组中的元素是一个颜色索引，具体的颜色根据这个索引从颜色映射（Colormap）中查询得来。

渲染通常又被分为两种：一种渲染过程是由CPU完成的，通常称为软件渲染，另外一种是由GPU完成的，通常称为硬件渲染，也就是我们常常提到的硬件加速。

谈及渲染，不得不提的另外一个关键概念就是帧缓冲（Framebuffer）。从字面意义上讲，frame表示屏幕上的某个时刻对应的一帧图像，buffer就是一段存储区了，因此，在狭义上，合起来的这个词就是指存储一帧屏幕图像像素数据的存储区。

但是从广义上，帧缓冲则是多个缓冲区的统称。比如在OpenGL中，帧缓冲包括用于输出的颜色缓冲（Color Buffer），以及辅助用来创建颜色缓冲的深度缓冲（Depth Buffer）和模板缓冲（Stencil Buffer）等。即使在2D环境中，帧缓冲这个概念也不仅指屏幕上的一帧图像，还包含用于存储命令的缓冲（Command Buffer）等。每一个应用都有自己的一套帧缓冲。

在OpenGL环境中，为了避免渲染和显示过程交叉导致冲突，从而出现如撕裂（tearing）以及闪烁（flicker）等现象，颜色缓冲又被划分为前缓冲（front buffer）和后缓冲（back buffer）。如果为了支持立体效果，则前缓冲和后缓冲又分别划分为左和右各两个缓冲区，我们不讨论这种情况。前缓冲和后缓冲中的内容都是像素阵列，每个像素或者是一个颜色值，或者是一个颜色索引。只不过前缓冲用于显示，后缓冲用于渲染。

2D可以看作3D的一个特例，因此，我们将2D程序中用于输出的缓冲区称为前缓冲。为了避免歧义，在容易引起混淆的地方我们尽量不使用这个多义的帧缓冲一词。