Metal 基本任务和概念 - 02

使用金属绘制视图内容

创建一个MetalKit视图和一个渲染过程以绘制视图的内容。

概述

在此示例中,您将学习使用Metal渲染图形内容的基础。您将使用MetalKit框架创建一个使用Metal绘制视图内容的视图，然后，您将编码用于渲染过程的命令，该过程会将视图擦除为背景色。

笔记
MetalKit自动执行窗口系统任务，加载纹理并处理3D模型数据。有关更多信息，请常见MetalKit.

准备要绘制的MetalKit 视图

MetalKIt 提供了一个名为MTKView类。它是NSView(在macOS中)或UIView(在iOS 和 tvOS中）的子类。MTKView处理与将您使用Metal绘制的内容显示到屏幕上有关的许多细节。

MTKView 需要引用Metal设备对象在内部创建资源，因此第一步是将视图的device属性设置为MTLDevice.

其它属性MTKView 允许您控制其行为。要将视图的内容擦出为纯背景色，请设置clearColor属性，您可以使用MTLClearColorMake(:::)函数创建颜色，并指定红色，绿色，蓝色和alpha值.

_view.clearColor = MTLClearColorMake(0.0,0.5,1.0,1.0);

因为在此示例中您将不会绘制动画内容，所以请配置视图，以便仅在需要更新内容时（例如，视图改变形状时）才绘制视图：

 _view.enableSetNeedsDisplay = YES;

委托图纸责任

MTKView 依靠您的应用向Metal发出命令以生成视觉内容,MTKView 使用委托模式来通知您的应用何时应绘制，要接受委托回调,请将视图的delegate属性设置为符合协议的对象，

_view.delegate =  _renderer;

该委托实现两种方法:

• 每当内容大小更改时，视图都会调用mtkView(_:drawableSizeWillChange:)该方法，当调整包含视图窗口的大小或更改设备方向（在ios上）时，会发生这种情况，这使您的应用可以根据视图的大小调整其呈现的分辨率。

• draw(in:) 每当需要更新视图内容时，视图就会调用该方法，在这种方法中，您将创建命令缓冲区，对告诉GPU绘制内容以及何时在屏幕上显示的命令进行编码，并排队该命令缓冲区以供GPU执行，有时这称为绘制框架，您可以将框架视为产生单个图像并显示在屏幕上的所有工作，在像游戏这样的交互式应用程序中，您可能每秒绘制很多帧。

在此示例中，名为AAPLRender类实现委托犯法并承担绘制的责任，视图控制器创建此类的实例，并将其设置为视图的委托。

创建渲染过程描述符

绘制时，GPU将结果存储在纹理中,纹理是包含图像数据的内存快。，GPU可以访问它们。在此示例中，将MTKView创建您需要绘制到视图中的所有纹理。它创建多个纹理，以便在渲染到另一个纹理时可以显示一个纹理的内容。

要进行绘制，请创建一个RenderPass,这是一系列绘制命令可以绘制成一组纹理，在渲染过程中使用时，纹理也称为渲染目标。要创建渲染过程，您需要一个渲染过程描述符，即MTLRenderPassDescriptor的实例，在此示例中，无需配置自己的渲染过程描述符，而是请MetalKit视图为您创建一个。

MTLRenderPassDescriptor *renderPassDescriptor = view.currentRenderPassDescriptor;
if (renderPassDescriptor == nil ）{
   return;
}

渲染过程描述符描述了渲染目标的集合，以及在渲染过程的开始和结束时应如何处理它们。渲染过程还定义了一些其它方面的渲染，这些方面不属于本示例。视图返回带有单个颜色附件的渲染过程描述符，该描述符指向纹理之一，否则将基于视图的属性配置渲染过程。默认情况下，这意味着在渲染过程开始时，渲染目标被擦除为与视图属性匹配的颜色，并且在渲染过程结束时，所有更改都被存储回纹理。

由于视图的渲染过程描述符可能时nil，因此nil在创建渲染过程之前，应进行测试以确保渲染过程描述符对象为非对象。

创建渲染通行证

您可以通过使用MTLRenderCommandEncoder对象将渲染过程编码到命令缓冲区中来创建渲染过程。调用命令缓冲区的方法makeRenderCommandEncoder(descriptor:)并传入渲染过程描述符。

id  commandEncoder = [commandBuffer renderCommandEncoderWithDescriptor:descriptor];

在此示例中,您不对任何绘图命令进行编码，因此渲染过程唯一要做的就是擦除纹理。调用编码器的方法endEncoding以指示通过已完成。

[commandEncoder endEncoding];

在屏幕上显示一个可绘制对象

绘制到纹理不会自动在屏幕上显示新内容。实际上，只有一些纹理可以显示在屏幕上。在Metal中，可以在屏幕上显示的纹理由可绘制对象管理，要显示内容，请显示可绘制对象。

MTKView 自动创建可绘制对象以管理其纹理。读取currentDrawable属性以获得具有纹理的可绘制对象，该纹理是渲染通道的目标。该视图返回一个CAMetalDrawable对象，该对象连接到Core Animation。

id  drawable = view.currentDrawable;

调用present(_:)命令缓冲区中的方法，并传入drawable；

[commandBuffer presentDrawable:drawable];

此方法告诉Metal，计划执行命令缓冲区时，Metal应该与Core Animation 协调以在渲染完成后显示纹理。当Core Animation 呈现纹理时，它将成为视图的新内容。在此示例中，这意味着删除的纹理成为该视图的新背景。该更改与Core Animation 对屏幕用户界面元素所做的任何其它视觉更新同时进行。

提交命令缓冲区

现在，您可以为框架发出了所有命令，请提交命令缓冲区

[commandBuffer commit];