用函数式风格在 Swift 中绘制三角形：简约且优雅

iOS

2023-04-10 15:10:25

Swift 的函数式风格与 Metal 图形渲染

简介

Swift 语言的函数式风格和 Metal 框架共同为我们提供了构建强大图形渲染应用程序的工具。在这篇文章中，我们将探讨如何利用这些技术绘制一个三角形。

函数式 Swift

函数式编程是一种强大的范式，它将函数视为一等公民。这意味着函数可以像任何其他数据类型一样被传递和返回。这种灵活性使我们能够创建可重用且易于维护的代码。

Metal 图形渲染

Metal 是 Apple 开发的一个图形渲染框架，可用于在各种设备上创建令人惊叹的视觉效果。它提供对图形硬件的低级访问，使开发人员能够创建高效且逼真的图形。

绘制三角形

创建一个 MetalKit 视图

MetalKit 视图是一种特殊视图，用于在 iOS、macOS 和 tvOS 设备上渲染 Metal 内容。

编写顶点和片段着色器

顶点着色器将顶点位置从模型空间转换到屏幕空间，而片段着色器则计算每个片段的颜色。

实现 draw(_:) 方法

在 MetalKit 视图中，我们使用 draw(_:) 方法来配置 Metal 设备、命令队列、渲染管道状态和渲染命令编码器，并绘制三角形。

代码示例

以下代码示例展示了如何使用函数式 Swift 和 Metal 来绘制一个三角形：

import MetalKit

class TriangleView: MTKView {

    override func draw(_ rect: CGRect) {
        super.draw(rect)

        let device = MTLCreateSystemDefaultDevice()!
        let commandQueue = device.makeCommandQueue()!
        let pipelineState = MTLPipelineState(device: device, vertexFunctionName: "vertexShader", fragmentFunctionName: "fragmentShader")
        let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer()!
        let renderEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: MTLRenderPassDescriptor())!

        renderEncoder.setRenderPipelineState(pipelineState)
        renderEncoder.drawPrimitives(type: .triangle, vertexStart: 0, vertexCount: 3)
        renderEncoder.endEncoding()

        commandBuffer.commit()
    }
}

// 顶点着色器
vertex float4 vertexShader(const device_position_t<float3, float4> position [[stage_in]]) {
    return position.position;
}

// 片段着色器
fragment float4 fragmentShader(const float4 position [[stage_in]]) {
    return float4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0);
}