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前言

很多做視頻和圖像的，相信對這個框架都不是很陌生，它渲染高級3D圖形，并使用GPU執行數據并行計算。接下來的幾篇我們就詳細的解析這個框架。感興趣的看下面幾篇文章。
1. Metal框架詳細解析（一）—— 基本概覽
2. Metal框架詳細解析（二） —— 器件和命令（一）
3. Metal框架詳細解析（三） —— 渲染簡單的2D三角形（一）
4. Metal框架詳細解析（四） —— 關于GPU Family 4（一）
5. Metal框架詳細解析（五） —— 關于GPU Family 4之關于Imageblocks（二）
6. Metal框架詳細解析（六） —— 關于GPU Family 4之關于Tile Shading（三）
7. Metal框架詳細解析（七） —— 關于GPU Family 4之關于光柵順序組（四）
8. Metal框架詳細解析（八） —— 關于GPU Family 4之關于增強的MSAA和Imageblock采樣覆蓋控制（五）
9. Metal框架詳細解析（九） —— 關于GPU Family 4之關于線程組共享（六）
10. Metal框架詳細解析（十） —— 基本組件（一）
11. Metal框架詳細解析（十一） —— 基本組件之器件選擇 - 圖形渲染的器件選擇（二）
12. Metal框架詳細解析（十二） —— 基本組件之器件選擇 - 計算處理的設備選擇（三）
13. Metal框架詳細解析（十三） —— 計算處理（一）
14. Metal框架詳細解析（十四） —— 計算處理之你好，計算（二）
15. Metal框架詳細解析（十五） —— 計算處理之關于線程和線程組（三）
16. Metal框架詳細解析（十六） —— 計算處理之計算線程組和網格大小（四）
17. Metal框架詳細解析（十七） —— 工具、分析和調試（一）
18. Metal框架詳細解析（十八） —— 工具、分析和調試之Metal GPU Capture（二）
19. Metal框架詳細解析（十九） —— 工具、分析和調試之GPU活動監視器（三）
20. Metal框架詳細解析（二十） —— 工具、分析和調試之關于Metal著色語言文件名擴展名、使用Metal的命令行工具構建庫和標記Metal對象和命令（四）
21. Metal框架詳細解析（二十一） —— 基本課程之基本緩沖區（一）
22. Metal框架詳細解析（二十二） —— 基本課程之基本紋理（二）
23. Metal框架詳細解析（二十三） —— 基本課程之CPU和GPU同步（三）
24. Metal框架詳細解析（二十四） —— 基本課程之參數緩沖 - 基本參數緩沖（四）
25. Metal框架詳細解析（二十五） —— 基本課程之參數緩沖 - 帶有數組和資源堆的參數緩沖區（五）
26. Metal框架詳細解析（二十六） —— 基本課程之參數緩沖 - 具有GPU編碼的參數緩沖區（六）
27. Metal框架詳細解析（二十七） —— 高級技術之圖層選擇的反射（一）
28. Metal框架詳細解析（二十八） —— 高級技術之使用專用函數的LOD（一）
29. Metal框架詳細解析（二十九） —— 高級技術之具有參數緩沖區的動態地形（一）
30. Metal框架詳細解析（三十） —— 延遲照明（一）
31. Metal框架詳細解析（三十一） —— 在視圖中混合Metal和OpenGL渲染（一）
32. Metal框架詳細解析（三十二） —— Metal渲染管道教程（一）
33. Metal框架詳細解析（三十三） —— Metal渲染管道教程（二）
34. Metal框架詳細解析（三十四） —— Hello Metal！ 一個簡單的三角形的實現（一）

源碼

1. Swift

首先看一下工程組織文件結構

下面看源碼

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
}

后記

本篇主要講述了一個簡單的三角形的實現，感興趣的給個贊或者關注~~~