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说明，下面的内容代码地址是： Ch02-OSX

上一篇文章我们查看了Metal Shading Language基础知识。 在我们研究更高级的主题之前，我想现在是重温我们迄今为止学到的东西的一个好时机，特别是关于我承认的graphics pipeline(图形管道)

让我们更详细地看看graphics pipeline(图形管道)，我将从这里开始一段历史。 这一切都是在十年前开始的，当时引入了shaders(着色器)，作为程序员能够影响到目前为止存在的fixed pipeline(固定管道)的一种方式。 同时，还推出了针对GPU的floating point(浮点)支持，促进了GPGPU（图形处理单元上的通用计算）的诞生。 结果，新的programmable pipeline(可编程管道)发生了重大变化：

正如你所看到的，新的pipeline现在有两个shader(着色器)阶段，这就是我们可以编写我们自己的定制代码的地方，然后GPU就会运行。 图形程序的第一部分始终在CPU上运行，通常称为host code(主机代码)。 这里是大部分资源分配发生的地方，以及将数据传输到GPU和从中传输。 然而，该程序最重要的部分运行在GPU上。 这两个shaders(着色器)放入一个带有.metal扩展名的单独文件中（在其他GPGPU框架中，例如OpenCL，它被命名为kernel code[内核代码]）。

pipeline(流水线)以输入以vertices(顶点)的形式发送给GPU的CPU阶段开始。 他们经历转化和每个顶点的照明。 此时vertex shader(顶点着色器)可用于在rasterization(光栅化)之前操作顶点。 之后，顶点进行clipping(剪切)和rasterization(光栅化)，产生碎片。 fragment shader(片段着色器)然后可以在像素值输出到 framebuffer(帧缓冲器)以供显示之前在每个片段上运行。

现在让我们看看Metal自己的管道。 我们将回顾第2部分的源代码，我们会提到行号来举例说明我们所触及的概念。 构建Metal应用程序分两个阶段完成。 第一个是Initialization(初始化)阶段：

第一步是获取device(设备)（MetalView.swift中的第19行）。设备是与GPU驱动程序和硬件的直接连接;这是我们需要在Metal中创建所有其他对象的源代码。第二个初始化步骤是创建一个command queue(命令队列)（第40行），这是我们向GPU提交工作的渠道。第三个初始化步骤是创建缓冲区，纹理和其他资源（第20-27行）。newBufferWithBytes函数将分配一个新的共享内存块，将提供的指针复制到其中，并将句柄返回给该缓冲区。第四个初始化步骤是创建render pipeline(渲染管线)（第28-37行），这是一连串的步骤，从一端取顶点数据开始，另一端产生光栅化图像。流水线包含两个元素：保存shader(着色器)信息和像素格式的描述符，以及从描述符构建并包含编译着色器的state(状态)。第五个（最后一个）初始化步骤是创建一个视图。对我们而言，从MTKView（第11行）继承更容易，而不是创建新的CAMetalLayer并将其添加为子视图。

接下来，我们来看看构建Metal应用程序的第二阶段，即Drawing(绘制)阶段：

第一步是获取command buffer(命令缓冲区)（第40行）。 所有进入GPU的工作将被排入此缓冲区。 我们需要前一阶段的command queue(命令队列)来创建一个command buffer(命令缓冲区)。 第二步是设置render pass(渲染通道)（第38-39行）。 渲染通道描述符告诉Metal渲染图像时要执行的操作。 配置它需要我们指定我们渲染的颜色纹理（currentDrawable纹理）。 在绘制任何几何体之前，我们还需要选择屏幕将被清除的颜色。 第三步是实际drawing(绘制)（第43-44行）。 我们指定存储顶点的缓冲区，然后指定我们需要绘制的基元。 第四步也是最后一步是commit the command buffer(提交命令缓冲区)（第46-47行）给GPU。 调用commit时，command buffer(命令缓冲区)会被编码，发送到命令队列的末尾，并在GPU运行时执行。