MTKView

本文深入探讨了MTKView的渲染模式,包括由内部定时器驱动的默认模式、由view渲染通知驱动的模式以及通过主动调用draw方法的模式。介绍了如何在MTKView的子类中实现drawRect:方法进行渲染,以及通过设置代理并在代理方法drawInMTKView:中实现渲染。

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MTKView 是MetalKit的一个类,layer 是 CAMetalLayer,负责渲染内容到屏幕。

驱动模式

提供三种渲染模式。分别由两个变量控制。

  • 默认模式,paused 和 enableSetNeedsDisplay 都是NO,渲染由内部的定时器驱动

  • paused 和 enableSetNeedsDisplay 都是YES,由view的渲染通知驱动,比如调用setNeedsDisplay

  • paused 是 YES, enableSetNeedsDisplay 是 NO, 这个由主动调用MTKView 的draw方法

渲染方法

  • 子类MTKView,在drawRect:方法里实现
  • 设置MTKView的代理,在代理drawInMTKView:方法实现
在苹果的Metal框架中,创建一个立方体并在窗口上显示通常涉及以下几个步骤: 1. **环境设置**: 首先,你需要初始化Metal渲染管线、设备和命令队列。确保已经导入`MTLKit.h`文件,并创建一个`MTLLibrary`来加载着色器。 ```swift import MetalKit let device = MTLCreateSystemDefaultDevice() let commandQueue = device.makeCommandQueue() let library = try! MTLCreateSystemLibrary() ``` 2. **绘制缓冲区和视图**: 创建一个`MTLBuffer`来存储顶点数据(例如一个6面立方体的顶点坐标),并准备一个`MTKView`用于渲染Metal内容。 ```swift let vertexData = createCubeVertices() // 函数自行编写,生成立方体顶点数据 let verticesBuffer = device.makeBuffer(bytesNoCopy: vertexData, length: MemoryLayout<Vertex>.size * vertexData.count, options: .storageModeBuffer) let view = MTKView(frame: window.frame, device: device) view.delegate = self // 添加Metal视图的委托 ``` 3. **着色器和管线状态**: 编译顶点函数和片段函数(如果你已经有了的话),然后创建`MTLRenderPipelineState`,配置颜色格式等属性。 ```swift let vertexFunction = compileShaderFromSource(library, .vertex, "your_vertex_function") let fragmentFunction = compileShaderFromSource(library, .fragment, "your_fragment_function") let pipelineDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor() pipelineDescriptor.vertexFunction = vertexFunction pipelineDescriptor.fragmentFunction = fragmentFunction // 更多配置... let renderPipelineState = try! device.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineDescriptor) ``` 4. **绘制循环**: 在`draw(in:commandEncoder:)`方法中,设置当前管线状态,绑定缓冲区,然后进行渲染。 ```swift func draw(_ commandEncoder: MTLRenderCommandEncoder) { let vertexBuffer = verticesBuffer.contents().assumingMemoryBound(to: Vertex.self) let descriptorSet = makeDescriptorSet(verticesBuffer) commandEncoder.setRenderPipelineState(renderPipelineState) commandEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer, offset: 0, index: 0) commandEncoder.drawPrimitives(type: .triangle, primitiveCount: 36, instanceCount: 1, baseVertex: 0, baseInstance: 0) // 渲染完成后的清理工作... } func makeDescriptorSet(buffer: MTLBuffer) -> MTLDescriptorSet { // 创建并配置descriptor set... } ``` 5. **展示**: 将`MTKView`添加到窗口,开始帧循环来更新和渲染。 ```swift window.addSubview(view) RunLoop.main.addUIObserver(self, forKeyPath: "displayLink.status") { _ in if view.displayLink.status == .running { // 开始渲染 view drawable.makeCurrent() draw(view.currentRenderCommandEncoder) } } ``` 记得处理`makeDescriptorSet`方法,根据需要配置着色器和纹理等资源。这就是在Metal中画立方体的基本流程。
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