渲染代码书写指北之Metal

• 使用MTKView
  • 设置MTKView的device

  MTLCreateSystemDefaultDevice();
  

  • 设置MTKView的代理为渲染对象
• 自定义渲染对象
  • 创建渲染对象，并接收MTKView

  - (instancetype)initWithMTKView:(SSMTView *)view;
  

  • 遵守<MTKViewDelegate>协议，并实现协议方法：

  - (void)mtkView:(nonnull MTKView *)view drawableSizeWillChange:(CGSize)size {
      //设置视口
  }
  - (void)drawInMTKView:(nonnull MTKView *)view {
      //渲染代码
  }
  

  • 着色器
    • 加载着色器

    id<MTLLibrary> defaultLibrary = [_device newDefaultLibrary];
    

    • 加载顶点函数

    id<MTLFunction> vertexFunction = [defaultLibrary newFunctionWithName:@"vertexShader"];
    

    • 加载片元函数

    id<MTLFunction> fragmentFunction = [defaultLibrary newFunctionWithName:@"fragmentShader"];
    

  • 管道

  //3.配置用于创建管道状态的管道
  MTLRenderPipelineDescriptor *pipelineStateDescriptor = [[MTLRenderPipelineDescriptor alloc] init];
  //管道名称
  pipelineStateDescriptor.label = @"Simple Pipeline";
  //可编程函数,用于处理渲染过程中的各个顶点
  pipelineStateDescriptor.vertexFunction = vertexFunction;
  //可编程函数,用于处理渲染过程中各个片段/片元
  pipelineStateDescriptor.fragmentFunction = fragmentFunction;
  //一组存储颜色数据的组件
  pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = mtkView.colorPixelFormat;
  //4.同步创建并返回渲染管线状态对象
  _pipelineState = [_device newRenderPipelineStateWithDescriptor:pipelineStateDescriptor error:&error];
  

  • 命令队列

  _commandQueue = [_device newCommandQueue];
  

  • 顶点数据
  • 纹理数据
  • 投影矩阵和模型视图矩阵
  • 视口更新
  • 渲染
    • 命令缓冲区

    id<MTLCommandBuffer> commandBuffer = [_commandQueue commandBuffer];
    commandBuffer.label = @"MyCommand";
    

    • 渲染命令编码器

    // MTLRenderPassDescriptor:一组渲染目标，用作渲染通道生成的像素的输出目标。
    MTLRenderPassDescriptor *renderPassDescriptor = view.currentRenderPassDescriptor;
    //创建渲染命令编码器,这样我们才可以渲染到something
    id<MTLRenderCommandEncoder> renderEncoder =[commandBuffer renderCommandEncoderWithDescriptor:renderPassDescriptor];
    renderEncoder.label = @"MyRenderEncoder";
    

    • 设置视口

    MTLViewport viewPort = {
        0.0,0.0,_viewportSize.x,_viewportSize.y,-1.0,1.0
    };
    [renderEncoder setViewport:viewPort];
    //[renderEncoder setViewport:(MTLViewport){0.0, 0.0, _viewportSize.x, _viewportSize.y, -1.0, 1.0 }];
    

    • 设置管道

    [renderEncoder setRenderPipelineState:_pipelineState];
    

    • 传送视口数据

    //1) 发送到顶点着色函数中,视图大小
    //2) 视图大小内存空间大小
    //3) 对应的索引
    [renderEncoder setVertexBytes:&_viewportSize
                           length:sizeof(_viewportSize)
                          atIndex:CCVertexInputIndexViewportSize];
    

    • 传送顶点数据

    //顶点数据+颜色数据
    //   1) 指向要传递给着色器的内存的指针
    //   2) 我们想要传递的数据的内存大小
    //   3)一个整数索引，它对应于我们的“vertexShader”函数中的缓冲区属性限定符的索引。
    
    [renderEncoder setVertexBytes:triangleVertices
                           length:sizeof(triangleVertices)
                          atIndex:CCVertexInputIndexVertices];
    

    • 传送纹理数据
    • 传送投影矩阵和模型视图矩阵
    • 设置正背面剔除
    • 绘制

    // @method drawPrimitives:vertexStart:vertexCount:
    //@brief 在不使用索引列表的情况下,绘制图元
    //@param 绘制图形组装的基元类型
    //@param 从哪个位置数据开始绘制,一般为0
    //@param 每个图元的顶点个数,绘制的图型顶点数量
    /*
     MTLPrimitiveTypePoint = 0, 点
     MTLPrimitiveTypeLine = 1, 线段
     MTLPrimitiveTypeLineStrip = 2, 线环
     MTLPrimitiveTypeTriangle = 3,  三角形
     MTLPrimitiveTypeTriangleStrip = 4, 三角型扇
     */
    [renderEncoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangle
                      vertexStart:0
                      vertexCount:3];
    

    • 结束渲染命令编码

    [renderEncoder endEncoding];
    

    • 使用当前可绘制的进度表

    [commandBuffer presentDrawable:view.currentDrawable];
    

    • 完成渲染并将命令缓冲区推送到GPU

    [commandBuffer commit];