[MetalKit]2-Using-MetalKit-part-1使用MetalKit1

本系列文章是对 metalkit.org 上面MetalKit内容的全面翻译和学习.

MetalKit系统文章目录

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MetalKit 框架是在 WWDC 2015 上发布的,它给原Metal框架带来了大量改进和新特性.认识 MTKView, NSView/UIView的一个子类. 它内置了一个Metal layer层,也同时管理着帧缓冲器framebuffer及其渲染目标附件render target attachments,还管理着绘制循环draw loop.

让咱们建立一个Cocoa Application(由于iOS模拟器不支持Metal).确保只有Swift和Use Strotyboards区域是选中状态.接下来,建立一个新的类,名为MetalView.swift继承于NSView(暂时).而后,到storyboard中选中View Controller下面的View,设置Identity Inspector中的类为MetalView类型,以下图.

对View Controller也是一样操做,删除Identity Inspector中Class下面的View Controller,由于咱们用不到它.删除ViewController.swift由于我也不须要它了.如今回到MetalView.swift文件中,输入import MetalKit.有两种方法可让咱们的类支持绘制:遵照MTKViewDelegate协议并实现它的drawInView(:)方法,或者继承MTKView并重写它的drawRect(:)方法.这里咱们选择后者,因此将类的类型从NSView改成MTKView,并建立一个新方法名为render(),内容以下:

func render() {
    let device = MTLCreateSystemDefaultDevice()!
    self.device = device
    let rpd = MTLRenderPassDescriptor()
    let bleen = MTLClearColor(red: 0, green: 0.5, blue: 0.5, alpha: 1)
    rpd.colorAttachments[0].texture = currentDrawable!.texture
    rpd.colorAttachments[0].clearColor = bleen
    rpd.colorAttachments[0].loadAction = .Clear
    let commandQueue = device.newCommandQueue()
    let commandBuffer = commandQueue.commandBuffer()
    let encoder = commandBuffer.renderCommandEncoderWithDescriptor(rpd)
    encoder.endEncoding()
    commandBuffer.presentDrawable(currentDrawable!)
    commandBuffer.commit()
}
复制代码

让咱们一行一行来细看这些代码.首先,咱们建立一个device.咱们将其设置为咱们view的属性device,不然该属性为nil程序会崩溃.做为一个可选项,咱们能够在绘制以前修改view的drawable属性.接着,建立一个render pass descriptor(渲染通道描述符) 以便咱们配置渲染通道为current drawable’s texture附着上初始颜色.为了有趣一点,咱们建立一个很棒的颜色,由一半蓝色一半绿色组成,叫bleen.最后,咱们使用命令缓冲器来建立render command encoder来执行绘制命令.对于每一个绘制循环,当currentRenderPassDescriptor查询时,建立一个新的MTLRenderPassDescriptor对象.这个对象是基于currentDrawable对象建立的.画面显示并非MTKView处理的,因此咱们必须本身先检查currentRenderPassDescriptor和currentDrawable都为为nil,而后再调用presentDrawable(:)方法.

让咱们参考一下Metal 文档中的细节.Metal框架包含若干对象:

• device设备-对GPU的抽象,处理命令队列中的渲染和计算命令
• command queue命令队列-一个命令缓冲器的串行队列,确保储存的命令按顺序执行
• command buffer命令缓冲器-储存从命令编码器中编译出的指令.当能问执行完全部命令后Metal会通知应用程序.
• command encoder命令编码器-将API命令编译成GPU硬件命令-共有三种类型的编码器:render(供图形渲染),compute(供数据并行处理)及blit(供资源复制操做).目前咱们只需关注render command encoder渲染命令编码器
• states状态-例如混合和深度
• shaders着色器-源码
• resources资源-纹理和数据缓冲器

咱们在本系列的下一节中将讨论最后3个对象.当前咱们只关注device,queue,buffer和encoder.Render Command Encoder (RCE)渲染命令编码器为每个单独的渲染通道提供硬件命令,这意味着全部的渲染都被送入一个单一的framebuffer帧缓冲器对象中(目标集合中).若是另外一个帧缓冲器须要被渲染,会建立一个新的RCE.RCE会为从graphics popeline图形管线中给出的vertex顶点和fragment片断肯定状态,而且插入resources,state changes和draw calls.利用RCE的一个优势是无需绘制时编译;应用能够决定编译和状态检查什么时候发生,这样为程序员提供了很大的性能优点.

让咱们再回到咱们的代码.在drawRect(:) 方法中调用render()方法:

override func drawRect(dirtyRect: NSRect) {
    super.drawRect(dirtyRect)
    render()
}
复制代码

若是你运行应用,你将会看到一个漂亮的,纯粹的bleen-ish屏幕:

在下一节中,咱们终于开始介绍shaders,加载textures及管理model data模型数据.代码 source code 发布于Github上.

下次见!