[MetalKit]Introducing介绍Metal

本系列文章是对 http://metalkit.org 上面MetalKit内容的全面翻译和学习.
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Metal 框架是在WWDC 2014 发布了iOS版,在WWDC2015又发布了OS X和tvOS版. Metal是一个为计算机GPU编程的接口.主要优点有:

• 提供最底层的GPU访问接入,因此它将减少其他框架中由于在CPU和GPU之间传递数据而经常引起的性能瓶颈.
• 提供相比OpenGL高达10倍的绘制调用.然而,Metal并不能像OpenGL一样跨平台,所以它并不能替代OpenGL.
• 允许运行compute程序且性能等级相当于类似技术,如CUDA和OpenCL.
• 拥有可定制的着色语言,允许着色器预编译,这样运行时可以更快.
• 拥有内置的内存和资源管理,相比其他平台.

因为Metal不能用Xcode模拟器运行,我们无法保证所有读者都拥有A7或更新处理器的iOS设备,所以我们将创建一个OS X项目来代替.在Xcode中创建Cocoa Application.在故事板中,拖放一个Label到View Controller中.居中,拉大,确保能显示2行文本.添加必要约束.你的故事板看起来应该像这样:

chapter01_1.png

下一步,到ViewController.swift中为刚才的label创建一个IBOutlet.你可以全名为label或其他你想要名字.最后,我们来写些代码.你的类应该是这样的:

import Cocoa

class ViewController: NSViewController {

    @IBOutlet weak var label: NSTextField!
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        let devices = MTLCopyAllDevices()
        guard let _ = devices.first else {
            fatalError("Your GPU does not support Metal!")
        }
        label.stringValue = "Your system has the following GPU(s):\n"
        for device in devices {
            label.stringValue += "\(device.name!)\n"
        }
    }
}

让我们看一下上面的代码.首先我们需要import Metal因为我们调用了Metal框架中的MTLCopyAllDevices()函数.然而,因为Cocoa已经导入了Metal和AppKit框架以便我们使用NSViewController这样的类,所以我们不需要另外再导入Metal.

接着,在viewDidLoad()中神奇的事情发生了.我们通过调用MTLCopyAllDevices()创建了一个Metal设备,然后我们简单查询它的名字并展示到label上.注意,MTLCopyAllDevices()只适用于OS X.对iOS/tvOS设备应使用MTLCreateSystemDefaultDevice().一个device是对GPU的抽象,提供了一些方法和属性,比如我们上面用到的name等.

运行项目,你将能看到下面的输出:

chapter01_2.png
很简单的东西,但是现在你已经学会了如何在尽可能底层的水平上同GPU"交谈".我要感谢 @warrenm ,没有他的引导和激励这些教程将会是不存在的.在他的书Metal by Example中, 你可以找到大师高的质量的OC版Metal项目.本文代码source code已上传至Github .
下次见!