Metal 系列教程
Metal_入门01_为什么要学习它
Metal_入门02_带你走流程
- 有话要说
要学好Metal 它的工作原理,是比较重要的,搞清楚每个类都在干什么事情,就很不错了,今天只是带大家跑起来一个工程,熟悉一下相关流程,可能不会用太多的知识点,顺便说一句,学过OpenGL 的同学可能理解起来更加容易,但是没有学过OpenGL 的同学也不要灰心,毕竟两者没有任何关系,我们从简单做起!后面会不断更新相关技术!
- 步骤
1.创建工程
就和创建一般的应用工程一样,我选择的是Swift 语言,为啥用它,个人比较懒,Swift语法写起来比较简单。
2.导入框架
注意
为了简单,我们借助系统提供给我的Metalkit来简化操作,后面我会教大家只使用Metal 去实现这个过程,由于是入门就不要那么复杂了。
3.创建Metal专用视图
let mtkView = MTKView(frame: self.view.bounds)
self.view.addSubview(mtkView)
提示：
这个视图有个属性就是MTLDevice 必须要指定的,默认是没有赋值的
4.获取GPU设备,检查手机是否支持
guard let device = MTLCreateSystemDefaultDevice() else{
print("不支持Metal,可以在这里使用OpenGL ES 代替Metal")
return
}
提示:
在上一章我们知道,device 代表的就是GPU ,可以创建新的命令队列,可以分配内存,可以创建纹理和查询设备信息
5.创建命令线程
let commandQueue = device.makeCommandQueue()
提示:
1.上一章讲到过命令线程，主要提供了方法创建命令缓冲对象,MTLCommandBuffer协议为命令缓冲对象定义了一些方法，提供方法去创建命令编码器，入队命令缓冲区执行,检查状态
2.本实例,我们只用线程队列创建一个命令缓冲对象
6.创建代表绘图函数的资源对象
let defaultLibrary = device.newDefaultLibrary()
let fragmentProgram = defaultLibrary?.makeFunction(name: "passThroughFragment")!
let vertexProgram = defaultLibrary?.makeFunction(name: "passThroughVertex")!
提示:
资源对象的作用就是加载Metal 支持的着色器程序,生成MTLFunction 对象,我们在渲染管线描述对象需要使用生成的函数对象
passThroughFragment 和 passThroughVertex 是处理顶点和片段着色器的函数名
7.创建渲染管线描述对象
let pipelineStateDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor()
pipelineStateDescriptor.vertexFunction = vertexProgram// 指定顶点处理程序
pipelineStateDescriptor.fragmentFunction = fragmentProgram// 指定片段程序
pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = mtkView.colorPixelFormat// 指定颜色格式
pipelineStateDescriptor.sampleCount = mtkView.sampleCount// 设置采样数量
提示：
这个对象的作用,主要是描述渲染管线状态的配置信息，如指定片段着色器函数,设置渲染像素格式等
顶点着色器和片段着色器程序方法必须指定,颜色格式也必须设置
8.创建管线状态对象
do {
try pipelineState = device.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineStateDescriptor)
} catch let error {
print("Failed to create pipeline state, error \(error)")
}
提示：
这个对象创建很简单,就是根据管线描述对象生成需要的管线状态对象
8.创建缓冲区(顶点和颜色)
let vertexLength = vertexData.count * MemoryLayout<Float>.size
let vertexBuffer = device.makeBuffer(bytes: vertexData, length: vertexLength, options: [])
let colorLength = vertexColorData.count * MemoryLayout<Float>.size
let colorBuffer = device.makeBuffer(bytes: vertexColorData, length: colorLength, options: [])
提示:
MTLBuffer 是我们缓存数据的缓冲区对象
10.创建命令缓冲区
let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer()
提示:
这个对象相对比较重要,它携带了GPU 渲染图像的所有数据
11.创建命令编码器
/// 获取视图当前的渲染描述和绘制对象
let renderPassDescriptor = mtkView.currentRenderPassDescriptor
let currentDrawable = mtkView.currentDrawable // 获取当前帧的绘制对象
/// 创建渲染编码器
let renderEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: renderPassDescriptor!)
renderEncoder.setRenderPipelineState(pipleState!)// 指定渲染管线对象
renderEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer, offset: 0, at: 0)// 设置顶点缓冲区
renderEncoder.setVertexBuffer(colorBuffer, offset:0 , at: 1)// 设置颜色缓冲区
renderEncoder.drawPrimitives(type: .triangle, vertexStart: 0, vertexCount: 6, instanceCount: 1)// 设置绘制方式
renderEncoder.endEncoding()/// 结束掉这个编码对象
commandBuffer.present(currentDrawable!) /// 让绘制对象绑定到当前绘制帧
12.提交
commandBuffer.commit()
提示:
执行这一步,GPU 会记录命令缓冲区对象,准备渲染
- 附上顶点和颜色数组
let vertexData:[Float] =
[
-1.0, -1.0, 0.0, 1.0,
-1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
1.0, -1.0, 0.0, 1.0,
1.0, 1.0, 0.0, 1.0,
0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
]
let vertexColorData:[Float] =
[
1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
0.0, 0.0, 1.0, 1.0,
0.0, 1.0, 0.0, 1.0,
1.0, 0.0, 0.0, 1.0,
]
这个时候你运行一下程序就能看到下面的画面
我制作了一张流程图帮助大家理解
代码地址 - 想要不断学习的同学可以标记一下,后续的代码都会放在这里
