MetalKit框架在2015年WWDC上发布，它为Metal带来了很多改进和新特性。Metal允许开发人员直接在GPU上执行图形渲染和并行计算。在Metal之前，iOS上用于图形渲染的框架还是OpenGL ES。

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• MTLDevice对象表示的GPU，通常通过MTLCreateSystemDefaultDevice()获取。
• MTLCommandBuffer是存储编码命令以供GPU执行的缓冲区，MTLCommandBuffer会提供一些encoder，用于渲染的MTLRenderCommandEncoder，用于计算的MTLComputeCommandEncoder，用于缓存纹理拷贝指令的MTLBlitCommandEncoder。每一帧都会产生一个MTLCommandBuffer对象，用于填放指令，对于每一帧(MTLCommandBuffer)来说，只有调用encoder的操作结束，才能进行下一个encoder的创建，同时可以设置执行完指令的回调。
• MTLCommandQueue是命令队列，用于创建和组织MTLCommandBuffer，保证MTLCommandBuffer能有序地发送到GPU。
• MTLRenderPassDescriptor是一个轻量级的临时对象，具有许多可配置属性，供MTLCommandBuffer创建MTLRenderCommandEncoder对象用。
• MTLRenderCommandEncoder在创建的时候，会隐式的调用一次clear的命令。
  encoder完成编码后，commandBuffer接受两个最终的命令：present和commit。
• MTLViewport是metal的可绘制区域，具有x和y偏移量、宽度和高度以及近平面和远平面的3D区域。
• MTLRenderPipelineState表示渲染管道，最主要的三个过程：顶点处理、光栅化、片元处理。

获取函数库并创建管道

顶点函数

顶点函数（顶点着色器）的主要任务是处理传入的顶点数据，并将每个顶点映射到viewport中的一个位置。这样，管道中的后续阶段可以引用这个viewport位置，并将像素呈现到drawable中的确切位置。顶点函数通过将任意顶点坐标转换为规范化的设备坐标(也称为clip-space坐标)来完成此任务。

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下面苹果官方文档的demo中的.metal文件，绘制一个五彩斑斓的三角形。

#include <metal_stdlib>
#include <simd/simd.h>

using namespace metal;

#import "AAPLShaderTypes.h"

typedef struct
{
    float4 clipSpacePosition [[position]];
    float4 color;

} RasterizerData;

vertex RasterizerData
vertexShader(uint vertexID [[vertex_id]],
             constant AAPLVertex *vertices [[buffer(AAPLVertexInputIndexVertices)]],
             constant vector_uint2 *viewportSizePointer [[buffer(AAPLVertexInputIndexViewportSize)]])
{
    RasterizerData out;
    out.clipSpacePosition = vector_float4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
    float2 pixelSpacePosition = vertices[vertexID].position.xy;
    vector_float2 viewportSize = vector_float2(*viewportSizePointer);

    out.clipSpacePosition.xy = pixelSpacePosition / (viewportSize / 2.0);

    out.color = vertices[vertexID].color;

    return out;
}

fragment float4 fragmentShader(RasterizerData in [[stage_in]])
{
    return in.color;
}

vertexShader是顶点处理函数。ResterizerData是一个返回给片元着色器的结构体，[[position]]修饰符表示clipSpacePosition是顶点位置。[[vertex_id]]属性限定符是顶点函数每次执行的顶点的索引，用于定位当前的顶点，当绘制调用这个顶点函数时，这个值从0开始，每次调用都会增加。第二个参数vertices是包含顶点（AAPLVertex类型）的数组。第三个参数viewportSizePointer表示viewport的大小。

未完待续～