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Metal Framework基础使用教程——序
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iOS 8.0起,Apple为了更充分地发挥GPU的潜力,引入了Metal框架。Metal是与OpenGL ES是并列的,它们都是应用对GPU访问的底层接口。而Metal则提供了更底层,更面向硬件的接口,这也是为何Apple给这个框架起名为“Metal”的原因。

OpenGL ES3.1(至今仍未推出)之前,GPU只能做图形渲染流水线,而不能直接做通用计算流水线。现在iOS的Metal把这道门打开了。通过Metal,我们可以直接使用通用计算流水线,也就是GPU的Compute Shader。因此,在目前的Metal框架中可以使用三种着色器——Vertex Shader、Fragment Shader以及Compute Shader。当然,正因为Metal要求GPU得具有通用计算能力,因此一些老旧的GPU就不能支持了。目前支持Metal的GPU必须是Apple A7开始的,也就是至少为Power VR 6系列。

Metal的图形渲染流水线如下图所示:  Enter your image description here:

而通用计算流水线就没那么复杂了,主机端的数据直接送给Compute Shader之后就直接再输出给主机端。上图中,灰色框框的Vertex Shader与Fragment Shader就是我们要自己对GPU编程的部分,其余的框框全是GPU硬件单元,不需要我们自己来编程。但是有些单元需要我们自己设置指定的状态来使它们做特定的操作。比如Stencil Test当我们启用了它之后才会进行,还有Depth Test也是如此,而Blend启用了它之后可以选择多种不同的操作参数来指定Blend硬件单元如何做当前颜色与背景色的混合。

因此,当我们使用Metal的时候,不光光要学习Objective-C(由于Metal的主机端接口都是以Objective-C的形式给出的),而且还要学习Metal Shading Language,来为GPU进行编程。尽管Metal Shading Language号称支持C++11标准,不过大部分C++特性都没有得到满足,比如虚函数、虚继承、RTTI等等,因此可以把它看成是简化版的C++11。就语法而言,难度不是很大,基本上熟悉C语言的很快就能上手。

Metal编程指南可参考此链接—— https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Miscellaneous/Conceptual/MetalProgrammingGuide/Introduction/Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40014221

Metal Shading Language编程指南可参考此链接: https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Metal/Reference/MetalShadingLanguageGuide/Introduction/Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40014364

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