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0021--OpenGL Metal 案例一 改变屏幕背景颜色

0021--OpenGL Metal 案例一 改变屏幕背景颜色

作者: 清风烈酒2157 | 来源:发表于2020-08-24 08:58 被阅读0次

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    前言

    通过这个案例我们熟悉一下:
    1.理理解Metal 应⽤用程序
    2.如何向GPU发送基本的渲染命令
    3.如何获取Metal 设备
    4.如何配置MetalKit 视图
    5.如何创建并执⾏行行GPU指令
    6.显示渲染的内容

    准备工作

    1. 如果使用SB,修改View继承MTKView
    2. 独立于平台的渲染类QFRenderer

    1. viewDidLoad函数

    加载自定义的渲染视图MTKView,并将渲染交由自定的渲染循环类处理

    
       //1. 
        _view = (MTKView *)self.view;
        
       //2. 
        _view.device = MTLCreateSystemDefaultDevice();
        
        //3.
        if (!_view.device) {
            NSLog(@"Metal is not supported on this device");
            return;
        }
       //4.
        _render =[[QFRenderer alloc]initWithMetalKitView:_view];
        
       //5.
        if (!_render) {
            NSLog(@"Renderer failed initialization");
            return;
        }
        
       //6.
        _view.delegate = _render;
       //7. 
        _view.preferredFramesPerSecond = 60;
    
    1. 获取MTKView的实例_view;
    2. 设置_viewdevice,一个MTLDevice对象就代表这着一个GPU,通常我们可以调用方法MTLCreateSystemDefaultDevice()来获取代表默认的GPU单个对象.
    3. 判断是否设置成功
    4. 分开你的渲染循环:在我们开发Metal程序时,将渲染循环分为自己创建的类,是非常有用的一种方式,使用单独的类,我们可以更好管理初始化Metal,以及Metal视图委托.
    5. 判断_render 是否创建成功
    6. 设置MTKView的代理`
    7. 视图可以根据视图属性上设置帧速率(指定时间来调用drawInMTKView方法--视图需要渲染时调用)

    2. 渲染循环类

    处理metal渲染的相关操作

    1. 创建GPU和命令队列

    
    @interface QFRenderer()
    {
        id<MTLDevice> _device;
        id<MTLCommandQueue> _commandQueue;
    }
    @end
    

    2. 初始化,对_device_commandQueue进行赋值

    - (id)initWithMetalKitView:(MTKView *)mtkView
    {
        self = [super init];
        if(self)
        {
            _device = mtkView.device;
            _commandQueue = [_device newCommandQueue];
        }
        
        return self;
    }
    

    所有应用程序需要与GPU交互的第一个对象是一个对象。MTLCommandQueue.你使用MTLCommandQueue去创建对象,并且加入MTLCommandBuffer对象中.确保它们能够按照正确顺序发送到GPU.对于每一帧,一个新的MTLCommandBuffer对象创建并且填满了由GPU执行的命令.

    3. 创建一个返回一组随机颜色的方法

    //这个函数用来创建一个颜色
    - (Color)makeFancyColor{
       //1. 增加颜色/减小颜色的 标记
       static BOOL       growing = YES;
       //2.颜色通道值(0~3)
       static NSUInteger primaryChannel = 0;
       //3.颜色通道数组colorChannels(颜色值)
       static float      colorChannels[] = {1.0, 0.0, 0.0, 1.0};
       //4.颜色调整步长
       const float DynamicColorRate = 0.015;
        
       
      //5.判断
        if(growing)
        {
            //动态信道索引 (1,2,3,0)通道间切换
            NSUInteger dynamicChannelIndex = (primaryChannel+1)%3;
            
            //修改对应通道的颜色值 调整0.015
            colorChannels[dynamicChannelIndex] += DynamicColorRate;
            
            //当颜色通道对应的颜色值 = 1.0
            if(colorChannels[dynamicChannelIndex] >= 1.0)
            {
                //设置为NO
                growing = NO;
                
                //将颜色通道修改为动态颜色通道
                primaryChannel = dynamicChannelIndex;
            }
        }
        else
        {
            //获取动态颜色通道
            NSUInteger dynamicChannelIndex = (primaryChannel+2)%3;
            
            //将当前颜色的值 减去0.015
            colorChannels[dynamicChannelIndex] -= DynamicColorRate;
            
            //当颜色值小于等于0.0
            if(colorChannels[dynamicChannelIndex] <= 0.0)
            {
                //又调整为颜色增加
                growing = YES;
            }
        }
    
        Color color;
        color.red = colorChannels[0];
        color.green = colorChannels[1];
        color.blue = colorChannels[2];
        color.alpha = colorChannels[3];
        return color;
    }
    
    

    MTKViewDelegate

    4. MTKViewDelegate

    • drawInMTKView
    1. 获取颜色值
    2. 设置viewclearColor
    3. 使用MTLCommandQueue 创建对象并且加入到MTCommandBuffer对象中去.为当前渲染的每个渲染传递创建一个新的命令缓冲区
    4. 从视图绘制中,获得渲染描述符
    5. 判断renderPassDescriptor 渲染描述符是否创建成功,否则则跳过任何渲染.
    6. 通过渲染描述符renderPassDescriptor创建MTLRenderCommandEncoder对象
    7. 我们可以使用MTLRenderCommandEncoder 来绘制对象,但是这个demo我们仅仅创建编码器就可以了,我们并没有让Metal去执行我们绘制的东西,这个时候表示我们的任务已经完成
      即可结束MTLRenderCommandEncoder工作
    8. 当编码器结束之后,命令缓存区就会接受到2个命令.
    1. present 2. commit
      因为GPU是不会直接绘制到屏幕上,因此你不给出去指令.是不会有任何内容渲染到屏幕上.
    1. 在这里完成渲染并将命令缓冲区提交给GPU
    
    - (void)drawInMTKView:(MTKView *)view{
        
        //1.
        Color color = [self makeFancyColor];
        view.clearColor = MTLClearColorMake(color.red, color.green, color.blue, color.alpha);
        
        id<MTLCommandBuffer> commandBuffer = [_commandQueue commandBuffer];
        commandBuffer.label = @"commandBuffer";
        MTLRenderPassDescriptor *renderPassDescriptor  = view.currentRenderPassDescriptor;
        
        if (!renderPassDescriptor){ return;}
        id<MTLRenderCommandEncoder> renderEncoder = [commandBuffer renderCommandEncoderWithDescriptor:renderPassDescriptor];
        renderEncoder.label = @"renderEncoder";
        [renderEncoder endEncoding];
       
       // 添加一个最后的命令来显示清除的可绘制的屏幕
       [commandBuffer presentDrawable:view.currentDrawable];
        [commandBuffer commit];
    }
    
    

    以上几个步骤,在metal渲染中几乎都要使用到,需要牢记!!

    • drawableSizeWillChange
    • (void)mtkView:(MTKView *)view drawableSizeWillChange:(CGSize)size{

    }

    效果图

    颜色变化.gif

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