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前言

很多做视频和图像的，相信对这个框架都不是很陌生，它渲染高级3D图形，并使用GPU执行数据并行计算。接下来的几篇我们就详细的解析这个框架。感兴趣的看下面几篇文章。
1. Metal框架详细解析（一）—— 基本概览
2. Metal框架详细解析（二） —— 器件和命令（一）
3. Metal框架详细解析（三） —— 渲染简单的2D三角形（一）
4. Metal框架详细解析（四） —— 关于GPU Family 4（一）
5. Metal框架详细解析（五） —— 关于GPU Family 4之关于Imageblocks（二）
6. Metal框架详细解析（六） —— 关于GPU Family 4之关于Tile Shading（三）
7. Metal框架详细解析（七） —— 关于GPU Family 4之关于光栅顺序组（四）
8. Metal框架详细解析（八） —— 关于GPU Family 4之关于增强的MSAA和Imageblock采样覆盖控制（五）
9. Metal框架详细解析（九） —— 关于GPU Family 4之关于线程组共享（六）
10. Metal框架详细解析（十） —— 基本组件（一）
11. Metal框架详细解析（十一） —— 基本组件之器件选择 - 图形渲染的器件选择（二）
12. Metal框架详细解析（十二） —— 基本组件之器件选择 - 计算处理的设备选择（三）
13. Metal框架详细解析（十三） —— 计算处理（一）
14. Metal框架详细解析（十四） —— 计算处理之你好，计算（二）
15. Metal框架详细解析（十五） —— 计算处理之关于线程和线程组（三）
16. Metal框架详细解析（十六） —— 计算处理之计算线程组和网格大小（四）
17. Metal框架详细解析（十七） —— 工具、分析和调试（一）
18. Metal框架详细解析（十八） —— 工具、分析和调试之Metal GPU Capture（二）
19. Metal框架详细解析（十九） —— 工具、分析和调试之GPU活动监视器（三）
20. Metal框架详细解析（二十） —— 工具、分析和调试之关于Metal着色语言文件名扩展名、使用Metal的命令行工具构建库和标记Metal对象和命令（四）
21. Metal框架详细解析（二十一） —— 基本课程之基本缓冲区（一）
22. Metal框架详细解析（二十二） —— 基本课程之基本纹理（二）
23. Metal框架详细解析（二十三） —— 基本课程之CPU和GPU同步（三）
24. Metal框架详细解析（二十四） —— 基本课程之参数缓冲 - 基本参数缓冲（四）
25. Metal框架详细解析（二十五） —— 基本课程之参数缓冲 - 带有数组和资源堆的参数缓冲区（五）
26. Metal框架详细解析（二十六） —— 基本课程之参数缓冲 - 具有GPU编码的参数缓冲区（六）
27. Metal框架详细解析（二十七） —— 高级技术之图层选择的反射（一）
28. Metal框架详细解析（二十八） —— 高级技术之使用专用函数的LOD（一）
29. Metal框架详细解析（二十九） —— 高级技术之具有参数缓冲区的动态地形（一）
30. Metal框架详细解析（三十） —— 延迟照明（一）
31. Metal框架详细解析（三十一） —— 在视图中混合Metal和OpenGL渲染（一）
32. Metal框架详细解析（三十二） —— Metal渲染管道教程（一）
33. Metal框架详细解析（三十三） —— Metal渲染管道教程（二）
34. Metal框架详细解析（三十四） —— Hello Metal！ 一个简单的三角形的实现（一）

源码

1. Swift

首先看一下工程组织文件结构

下面看源码

1. ViewController.swift

import UIKit
import Metal

class ViewController: UIViewController {
  let vertexData:[Float] =
    [0.0, 1.0, 0.0,
     -1.0, -1.0, 0.0,
     1.0, -1.0, 0.0]
  
  var device: MTLDevice!
  var metalLayer: CAMetalLayer!
  var vertexBuffer: MTLBuffer!
  var pipelineState: MTLRenderPipelineState!
  var commandQueue: MTLCommandQueue!
  var timer: CADisplayLink!
  
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    
    device = MTLCreateSystemDefaultDevice()
    
    metalLayer = CAMetalLayer()          // 1
    metalLayer.device = device           // 2
    metalLayer.pixelFormat = .bgra8Unorm // 3
    metalLayer.framebufferOnly = true    // 4
    metalLayer.frame = view.layer.frame  // 5
    view.layer.addSublayer(metalLayer)   // 6
    
    let dataSize = vertexData.count * MemoryLayout.size(ofValue: vertexData[0]) // 1
    vertexBuffer = device.makeBuffer(bytes: vertexData, length: dataSize, options: []) // 2
    
    // 1
    let defaultLibrary = device.makeDefaultLibrary()!
    let fragmentProgram = defaultLibrary.makeFunction(name: "basic_fragment")
    let vertexProgram = defaultLibrary.makeFunction(name: "basic_vertex")
    
    // 2
    let pipelineStateDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor()
    pipelineStateDescriptor.vertexFunction = vertexProgram
    pipelineStateDescriptor.fragmentFunction = fragmentProgram
    pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = .bgra8Unorm
    
    // 3
    pipelineState = try! device.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineStateDescriptor)
    
    commandQueue = device.makeCommandQueue()
    
    timer = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(gameloop))
    timer.add(to: RunLoop.main, forMode: .default)
  }
  
  func render() {
    guard let drawable = metalLayer?.nextDrawable() else { return }
    let renderPassDescriptor = MTLRenderPassDescriptor()
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].texture = drawable.texture
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].loadAction = .clear
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].clearColor = MTLClearColor(red: 0.0, green: 104.0/255.0, blue: 55.0/255.0, alpha: 1.0)
    
    let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer()!
    let renderEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: renderPassDescriptor)!
    renderEncoder.setRenderPipelineState(pipelineState)
    renderEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer, offset: 0, index: 0)
    renderEncoder.drawPrimitives(type: .triangle, vertexStart: 0, vertexCount: 3, instanceCount: 1)
    renderEncoder.endEncoding()
    
    commandBuffer.present(drawable)
    commandBuffer.commit()
  }
  
  @objc func gameloop() {
    autoreleasepool {
      self.render()
    }
  }
}

2. Shaders.metal

#include <metal_stdlib>
using namespace metal;

vertex float4 basic_vertex(                           // 1
                           const device packed_float3* vertex_array [[ buffer(0) ]], // 2
                           unsigned int vid [[ vertex_id ]]) {                 // 3
  return float4(vertex_array[vid], 1.0);              // 4
}

fragment half4 basic_fragment() { // 1
  return half4(1.0);              // 2
}

后记

本篇主要讲述了一个简单的三角形的实现，感兴趣的给个赞或者关注~~~