Metal 入门教程：开启绚丽的图形世界

2023-10-28 08:13:19

Metal 入门：点亮您的屏幕

Metal 是苹果公司推出的一款图形渲染框架，专为 iOS 和 macOS 平台而设计。它是一款高效、强大的工具，能够帮助您创建令人惊叹的图形效果。

第一步：创建 Metal 项目

打开 Xcode，创建一个新的项目。
选择“命令行工具”模板。
在“项目名称”字段中输入您的项目名称。
在“组织名称”字段中输入您的组织名称。
选择“Swift”作为编程语言。
单击“创建”按钮。

第二步：导入 Metal 库

在 Xcode 项目导航器中，选择您的项目文件。
单击“构建设置”选项卡。
在“链接器标志”字段中，添加以下标志：

-framework Metal

单击“应用”按钮。

第三步：创建 Metal 视图

在您的项目中创建一个新的 Swift 文件。
将以下代码添加到您的文件中：

import MetalKit

class MetalView: MTKView {

    var renderer: MetalRenderer!

    override func awakeFromNib() {
        super.awakeFromNib()

        // 创建 Metal 设备
        let device = MTLCreateSystemDefaultDevice()!

        // 创建 Metal 渲染器
        renderer = MetalRenderer(device: device)

        // 设置 Metal 渲染视图的代理
        delegate = renderer
    }
}

第四步：创建 Metal 渲染器

在您的项目中创建一个新的 Swift 文件。
将以下代码添加到您的文件中：

import MetalKit

class MetalRenderer: NSObject, MTKViewDelegate {

    var device: MTLDevice!
    var commandQueue: MTLCommandQueue!
    var pipelineState: MTLRenderPipelineState!
    var vertexBuffer: MTLBuffer!
    var indexBuffer: MTLBuffer!

    init(device: MTLDevice) {
        super.init()

        self.device = device

        // 创建 Metal 命令队列
        commandQueue = device.makeCommandQueue()

        // 加载顶点着色器和片段着色器
        let vertexShader = device.makeShader(name: "VertexShader")!
        let fragmentShader = device.makeShader(name: "FragmentShader")!

        // 创建 Metal 渲染管道状态
        let pipelineStateDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor()
        pipelineStateDescriptor.vertexShader = vertexShader
        pipelineStateDescriptor.fragmentShader = fragmentShader
        pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = .bgra8Unorm
        pipelineState = device.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineStateDescriptor)

        // 创建 Metal 顶点缓冲区
        let vertices: [Float] = [
            0.0, 1.0, 0.0,
            -1.0, -1.0, 0.0,
            1.0, -1.0, 0.0
        ]
        vertexBuffer = device.makeBuffer(bytes: vertices, length: vertices.count * MemoryLayout<Float>.size, options: [])

        // 创建 Metal 索引缓冲区
        let indices: [UInt16] = [
            0, 1, 2
        ]
        indexBuffer = device.makeBuffer(bytes: indices, length: indices.count * MemoryLayout<UInt16>.size, options: [])
    }

    func draw(in view: MTKView) {
        // 创建 Metal 命令缓冲区
        let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer()!

        // 创建 Metal 渲染命令编码器
        let renderCommandEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: view.currentRenderPassDescriptor!)!

        // 设置 Metal 渲染管道状态
        renderCommandEncoder.setRenderPipelineState(pipelineState)

        // 设置 Metal 顶点缓冲区
        renderCommandEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer, offset: 0, index: 0)

        // 设置 Metal 索引缓冲区
        renderCommandEncoder.setIndexBuffer(indexBuffer, offset: 0, indexType: .uint16)

        // 提交 Metal 渲染命令
        renderCommandEncoder.drawIndexedPrimitives(type: .triangle, indexCount: indexBuffer.length / MemoryLayout<UInt16>.size, indexType: .uint16, indexBufferOffset: 0)

        // 结束 Metal 渲染命令编码器
        renderCommandEncoder.endEncoding()

        // 提交 Metal 命令缓冲区
        commandBuffer.commit()
    }
}