【Metal】使用Metal繪制視圖的內(nèi)容（II）

創(chuàng)建MetalKit視圖和渲染過程以繪制視圖的內(nèi)容

下載

概觀

在本示例中防嗡，您將學(xué)習(xí)使用Metal渲染圖形內(nèi)容的基礎(chǔ)知識宪巨。您將使用MetalKit框架創(chuàng)建一個使用Metal繪制視圖內(nèi)容的視圖。然后，您將編碼用于將修改視圖背景顏色的渲染過程的命名舒裤。

注意
MetalKit自動化窗口任務(wù)系統(tǒng)忍些，加載紋理和處理3D模型數(shù)據(jù)。有關(guān)更多信息，請參閱MetalKit岖沛。

準備MetalKit視圖繪制

MetalKit提供一個名為MTKView的類暑始，他是NSView（macOS中）或者UIView（iOS和tvOS中）的子類。MetalKit處理許多與將您使用Metal繪制內(nèi)容放到屏幕上相關(guān)的細節(jié)婴削。

一個MTKView需要一個Metaldevice對象的引用廊镜，以便在其內(nèi)部創(chuàng)建資源，所以你的第一步是以現(xiàn)有的MTLDevice設(shè)置視圖的device屬性唉俗。

mtkView?.device = MTLCreateSystemDefaultDevice()

MTKView允許您控制其他屬性的行為嗤朴。要將視圖的內(nèi)容改為純色背景，請設(shè)置其clearColor屬性虫溜。您可以使用MTLClearColorMake(_: _: _: _:)函數(shù)創(chuàng)建color雹姊，指定rgba。

mtkView?.clearColor = MTLClearColorMake(0.0, 0.5, 1.0, 1.0)

因為您不需要在此示例中繪制動畫內(nèi)容衡楞，所以請配置視圖吱雏，使其僅在需要更新內(nèi)容時繪制，例如視圖改變形狀時：

mtkView?.enableSetNeedsDisplay = true

代理繪圖責(zé)任

MTKView依賴于您的應(yīng)用程序向Metal發(fā)出命令以生成可視內(nèi)容瘾境。MTKView使用代理模式通知您的應(yīng)用程序何時可以繪制歧杏。要接收代理回調(diào)，請將視圖的delegate設(shè)置為符合MTKViewDelegate協(xié)議的對象迷守。

mtkView?.delegate = renderer

代理實現(xiàn)的兩種方法：

只要內(nèi)容的大小發(fā)生變化犬绒，視圖就會調(diào)用mtkView(_:drawableSizeWillChange:)方法。當包含視圖的窗口調(diào)整大小或設(shè)備方向更改時（在iOS上）兑凿，會發(fā)生這種情況凯力。這允許您的應(yīng)用根據(jù)根據(jù)其呈現(xiàn)的分辨率調(diào)整視圖大小。
只要有時間更新視圖內(nèi)容急膀，試圖就會調(diào)用draw(in:)方法沮协。在此方法中，您將創(chuàng)建一個命令緩沖區(qū)卓嫂，編碼命令慷暂，告訴GPU繪制什么及何時在屏幕上顯示它，并將該命令緩沖區(qū)排入隊列以供GPU執(zhí)行晨雳。這有時被稱為繪制框架行瑞。您可以將框架視為生成在屏幕上顯示的單個圖像的所有工作。在交互式應(yīng)用程序中餐禁，如游戲血久，您可以每秒繪制許多幀。

在此示例中帮非，調(diào)用類APPLRenderer實現(xiàn)代理方法并承擔(dān)繪制責(zé)任氧吐。視圖控制器視圖控制器創(chuàng)建此類的實例并將其設(shè)置為視圖的代理讹蘑。

創(chuàng)建渲染通道描述符（Render Pass Descriptor）

繪制時，GPU會將結(jié)果存儲到紋理中筑舅，紋理是包含圖像數(shù)據(jù)并可供GPU訪問的內(nèi)存塊座慰。在此示例中，將MTKView創(chuàng)建繪制到視圖中所需的所有紋理翠拣。他創(chuàng)建多個紋理版仔，以便在渲染到另一個紋理的過程中可以顯示一個紋理的內(nèi)容。

要繪制误墓，您需要創(chuàng)建一個渲染過程蛮粮，它是一系列渲染命令，可以繪制成一組紋理谜慌。在渲染過程中使用時然想，紋理也稱為渲染目標。要創(chuàng)建渲染過程欣范，需要一個渲染過程描述符又沾，一個MTLRenderPassDescriptor實例。在此示例中熙卡，不要配置自己的渲染過程描述符，而是要求MetalKit視圖為您創(chuàng)建一個励饵。

guard let renderPassDescriptor = view.currentRenderPassDescriptor else { return }

渲染過程描述符渲染目標集驳癌，以及如何在渲染過程的開始和結(jié)束時處理它們。渲染過程還定義了渲染的其他一些方面役听，這些方面不屬于此示例的一部分颓鲜。視圖返回一個渲染過程描述符，其中包含指向視圖紋理之一的單一顏色附件典予，否則根據(jù)視圖的屬性配置渲染過程甜滨。默認情況下，這意味著渲染過程開始瘤袖，渲染目標將被刪除為與視圖clearColor屬性匹配的純色衣摩，并且在渲染過程結(jié)束時，所有更改都將存儲會紋理捂敌。

因為視圖渲染過程描述符可能nil艾扮，所以您應(yīng)該測試以確保在創(chuàng)建渲染過程之前渲染過程描述符(Render Pass Descriptor)對象是non-nil。

創(chuàng)建渲染通道

您可以使用MTLRenderCommand對象將其編碼帶命令緩沖區(qū)中來創(chuàng)建渲染過程占婉。調(diào)用命令緩沖區(qū)的makeRenderCommandEncoder(descriptor:)方法并傳入渲染過程描述符泡嘴。

let commandEncoder = commandBuffer?.makeRenderCommandEncoder(descriptor: renderPassDescriptor)

在此示例中，您不對繪圖命令進行任何編碼逆济，因此渲染過程唯一要做的就是擦除紋理酌予。調(diào)用編碼器的endEncoding方法以指示傳遞完成磺箕。

commandEncoder?.endEncoding()

向屏幕呈現(xiàn)可繪制對象（Drawable）

繪制到紋理不會自動在屏幕呈現(xiàn)新內(nèi)容。實際上抛虫，屏幕上只能顯示一些紋理松靡。在Metal中，可以在屏幕上顯示的紋理由可繪制對象管理莱褒，要顯示內(nèi)容击困，您將呈現(xiàn)可繪制對象(drawable)。

MTKView會自動創(chuàng)建可繪制對象(drawable)來管理紋理广凸，讀取currentDrawable屬性以獲取擁有作為渲染目標的紋理的可繪制對象阅茶。這個視圖返回一個CAMetalDrawable對象，這個對象用來連接到Core Animation谅海。

guard let drawable = view.currentDrawable else { return }

在命令緩沖區(qū)上調(diào)用present(_:)方法脸哀，傳入drawable。

commandBuffer?.present(drawable)

此方法告訴Metal扭吁，當命令緩沖區(qū)被安排執(zhí)行時撞蜂，Metal應(yīng)與Core Animation協(xié)調(diào)以在渲染完成后顯示紋理。當Core Animation呈現(xiàn)紋理時侥袜，它將成為視圖的新內(nèi)容蝌诡。在此示例中，這意味著已擦除的紋理將成為視圖的新背景枫吧。此更改與Core Animation為屏幕用戶界面元素進行的其他可視更新一起發(fā)生浦旱。

提交命令緩沖區(qū)

現(xiàn)在您已經(jīng)為該幀發(fā)出了所有命令，請?zhí)峤幻罹彌_區(qū)九杂。

commandBuffer?.present(drawable)