继续浏览精彩内容
慕课网APP
程序员的梦工厂
打开
继续
感谢您的支持,我会继续努力的
赞赏金额会直接到老师账户
将二维码发送给自己后长按识别
微信支付
支付宝支付

Metal框架详细解析(五十) —— 将项目从OpenGL转化到Metal(三)

幕布斯6054654
关注TA
已关注
手记 1285
粉丝 219
获赞 1011

源码

1. Swift

OpenGL源码

首先看下工程组织结构

webp

接着看一下sb文件

webp

下面就是源码了

1. Array+Helpers.swift
import Foundation//// MARK: - Array Helpers///// Array extension to help with size/memory calculations when working with OpenGL.extension Array {  //
  // MARK: - Instance Methods
  //
  
  /// Returns the memory size/footprint (in bytes) of a given array.
  ///
  /// - Returns: Integer value representing the memory size the array.
  func size() -> Int {    return count * MemoryLayout.size(ofValue: self[0])
  }
}
2. Vertex.swift
import GLKit//// MARK: - Vertex///// Structure to hold a vertex's position and color data.struct Vertex {  /// Stores the X coordinate of a vertex.
  var x: GLfloat  /// Stores the Y coordinate of a vertex.
  var y: GLfloat  /// Stores the Z coordinate of a vertex.
  var z: GLfloat  /// Stores the red color value of a vertex.
  var r: GLfloat  /// Stores the green color value of a vertex.
  var g: GLfloat  /// Stores the blue color value of a vertex.
  var b: GLfloat  /// Stores the alpha value of a vertex.
  var a: GLfloat
}
3. ViewController.swift
import GLKit

final class ViewController: GLKViewController {
  var Vertices = [
    Vertex(x:  1, y: -1, z: 0, r: 1, g: 0, b: 0, a: 1),
    Vertex(x:  1, y:  1, z: 0, r: 0, g: 1, b: 0, a: 1),
    Vertex(x: -1, y:  1, z: 0, r: 0, g: 0, b: 1, a: 1),
    Vertex(x: -1, y: -1, z: 0, r: 0, g: 0, b: 0, a: 1),
    ]
  
  var Indices: [GLubyte] = [0, 1, 2, 2, 3, 0]  
  private var context: EAGLContext?  private var effect = GLKBaseEffect()  private var rotation: Float = 0.0
  private var ebo = GLuint()  private var vbo = GLuint()  private var vao = GLuint()
  
  deinit {
    tearDownGL()
  }  
  private func setupGL() {
    context = EAGLContext(api: .openGLES3)
    EAGLContext.setCurrent(context)    
    if let view = view as? GLKView, let context = context {
      view.context = context
      delegate = self
    }    
    // Helper variables to identify the position and color attributes for OpenGL calls.
    let vertexAttribColor = GLuint(GLKVertexAttrib.color.rawValue)
    let vertexAttribPosition = GLuint(GLKVertexAttrib.position.rawValue)    
    // The size, in memory, of a Vertex structure.
    let vertexSize = MemoryLayout<Vertex>.stride
    let colorOffset = MemoryLayout<GLfloat>.stride * 3
    let colorOffsetPointer = UnsafeRawPointer(bitPattern: colorOffset)    
    // VAO
    
    // Generate and bind a vertex array object.
    glGenVertexArraysOES(1, &vao)
    glBindVertexArrayOES(vao)    
    // VBO
    glGenBuffers(1, &vbo)
    glBindBuffer(GLenum(GL_ARRAY_BUFFER), vbo)
    glBufferData(GLenum(GL_ARRAY_BUFFER), Vertices.size(), Vertices, GLenum(GL_STATIC_DRAW))
    glEnableVertexAttribArray(vertexAttribPosition)
    glVertexAttribPointer(vertexAttribPosition, 3, GLenum(GL_FLOAT), GLboolean(UInt8(GL_FALSE)), GLsizei(vertexSize), nil)    
    // Enable the colors vertex attribute to then specify information about how the color of a vertex is stored.
    glEnableVertexAttribArray(vertexAttribColor)
    glVertexAttribPointer(vertexAttribColor, 4, GLenum(GL_FLOAT), GLboolean(UInt8(GL_FALSE)), GLsizei(vertexSize), colorOffsetPointer)    
    // EBO
    glGenBuffers(1, &ebo)
    glBindBuffer(GLenum(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER), ebo)
    glBufferData(GLenum(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER), Indices.size(), Indices, GLenum(GL_STATIC_DRAW))
    glBindBuffer(GLenum(GL_ARRAY_BUFFER), 0)
    glBindVertexArrayOES(0)
  }  
  /// Perform cleanup, and delete buffers and memory.
  private func tearDownGL() {
    EAGLContext.setCurrent(context)
    
    glDeleteBuffers(1, &vao)
    glDeleteBuffers(1, &vbo)
    glDeleteBuffers(1, &ebo)
    
    EAGLContext.setCurrent(nil)
    context = nil
  }
  
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    
    setupGL()
  }
}

extension ViewController: GLKViewControllerDelegate {
  func glkViewControllerUpdate(_ controller: GLKViewController) {
    let aspect = fabsf(Float(view.bounds.size.width) / Float(view.bounds.size.height))
    let projectionMatrix = GLKMatrix4MakePerspective(GLKMathDegreesToRadians(65.0), aspect, 4.0, 10.0)
    effect.transform.projectionMatrix = projectionMatrix
    
    var modelViewMatrix = GLKMatrix4MakeTranslation(0.0, 0.0, -6.0)
    rotation += 90 * Float(timeSinceLastUpdate)
    modelViewMatrix = GLKMatrix4Rotate(modelViewMatrix, GLKMathDegreesToRadians(rotation), 0, 0, 1)
    effect.transform.modelviewMatrix = modelViewMatrix
  }

  override func glkView(_ view: GLKView, drawIn rect: CGRect) {
    glClearColor(0.85, 0.85, 0.85, 1.0)
    glClear(GLbitfield(GL_COLOR_BUFFER_BIT))
    
    effect.prepareToDraw()
    glBindVertexArrayOES(vao)
    glDrawElements(GLenum(GL_TRIANGLES), GLsizei(Indices.count), GLenum(GL_UNSIGNED_BYTE), nil)
    glBindVertexArrayOES(0)
  }
}

下面看一下实现效果

webp

Metal源码

首先还是看下工程组织结构

webp

接着看sb中的内容

webp

下面就是源码了

1. Array+Helpers.swift
import Foundation// MARK: - Array Helpers/// Array extension to help with size/memory calculations when working with OpenGL.extension Array {  // MARK: - Instance Methods
  
  /// Returns the memory size/footprint (in bytes) of a given array.
  ///
  /// - Returns: Integer value representing the memory size the array.
  func size() -> Int {    return count * MemoryLayout.size(ofValue: self[0])
  }
}
2. Vertex.swift
import GLKit//// MARK: - Vertex///// Structure to hold a vertex's position and color data.struct Vertex {  /// Stores the X coordinate of a vertex.
  var x: GLfloat  /// Stores the Y coordinate of a vertex.
  var y: GLfloat  /// Stores the Z coordinate of a vertex.
  var z: GLfloat  /// Stores the red color value of a vertex.
  var r: GLfloat  /// Stores the green color value of a vertex.
  var g: GLfloat  /// Stores the blue color value of a vertex.
  var b: GLfloat  /// Stores the alpha value of a vertex.
  var a: GLfloat
}

struct SceneMatrices {  var projectionMatrix: GLKMatrix4 = GLKMatrix4Identity  var modelviewMatrix: GLKMatrix4 = GLKMatrix4Identity
}
3. ViewController.swift
import GLKit
import MetalKit
final class ViewController: UIViewController {
  @IBOutlet weak var metalView: MTKView!

  private var vertexBuffer: MTLBuffer!
  private var indicesBuffer: MTLBuffer!
  private var metalDevice: MTLDevice!
  private var metalCommandQueue: MTLCommandQueue!
  private var pipelineState: MTLRenderPipelineState!

  var Vertices = [
    Vertex(x:  1, y: -1, z: 0, r: 1, g: 0, b: 0, a: 1),
    Vertex(x:  1, y:  1, z: 0, r: 0, g: 1, b: 0, a: 1),
    Vertex(x: -1, y:  1, z: 0, r: 0, g: 0, b: 1, a: 1),
    Vertex(x: -1, y: -1, z: 0, r: 0, g: 0, b: 0, a: 1),
    ]
  
  var Indices: [UInt32] = [0, 1, 2, 2, 3, 0]
  
  private var rotation: Float = 0.0
  private var ebo = GLuint()
  private var vbo = GLuint()
  private var vao = GLuint()

  private var sceneMatrices = SceneMatrices()
  private var uniformBuffer: MTLBuffer!
  private var lastUpdateDate = Date()
  
  private func setupMetal() {
    metalDevice = MTLCreateSystemDefaultDevice()  // 1
    metalCommandQueue = metalDevice.makeCommandQueue()  // 2
    metalView.device = metalDevice // 3
    metalView.delegate = self // 4

    let vertexBufferSize = Vertices.size()
    vertexBuffer = metalDevice.makeBuffer(bytes: &Vertices, length: vertexBufferSize, options: .storageModeShared)

    let indicesBufferSize = Indices.size()
    indicesBuffer = metalDevice.makeBuffer(bytes: &Indices, length: indicesBufferSize, options: .storageModeShared)

    let defaultLibrary = metalDevice.makeDefaultLibrary()!
    let fragmentProgram = defaultLibrary.makeFunction(name: "basic_fragment")
    let vertexProgram = defaultLibrary.makeFunction(name: "basic_vertex") // 1

    let pipelineStateDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor()
    pipelineStateDescriptor.vertexFunction = vertexProgram
    pipelineStateDescriptor.fragmentFunction = fragmentProgram
    pipelineStateDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = .bgra8Unorm // 2

    pipelineState = try! metalDevice.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineStateDescriptor) // 3
  }
  
  override func viewDidLoad() {    super.viewDidLoad()
    
    setupMetal()
  }
}// MARK: - MTKView Delegate Extensionextension ViewController: MTKViewDelegate {  // 1
  func mtkView(_ view: MTKView, drawableSizeWillChange size: CGSize) {
    let aspect = fabsf(Float(size.width) / Float(size.height))  // 1
    let projectionMatrix = GLKMatrix4MakePerspective(GLKMathDegreesToRadians(65.0), aspect, 4.0, 10.0)  // 2
    sceneMatrices.projectionMatrix = projectionMatrix  // 3
  }  // 2
  func draw(in view: MTKView) {    // 1
    guard let drawable = view.currentDrawable else {      return
    }

    let renderPassDescriptor = MTLRenderPassDescriptor() // 2
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].texture = drawable.texture // 3
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].loadAction = .clear // 4
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].clearColor = MTLClearColor(red: 0.85, green: 0.85, blue: 0.85, alpha: 1.0) // 5

    // 6
    guard let commandBuffer = metalCommandQueue.makeCommandBuffer() else {      return
    }    // 7
    guard let renderEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: renderPassDescriptor) else {      return
    }    // Frame drawing goes here
    renderEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer, offset: 0, index: 0)  // 1
    // Update logic
    var modelViewMatrix = GLKMatrix4MakeTranslation(0.0, 0.0, -6.0)
    let timeSinceLastUpdate = lastUpdateDate.timeIntervalSince(Date())
    rotation += 90 * Float(timeSinceLastUpdate) // 1
    modelViewMatrix = GLKMatrix4Rotate(modelViewMatrix, GLKMathDegreesToRadians(rotation), 0, 0, 1)  // 2
    sceneMatrices.modelviewMatrix = modelViewMatrix    // Set uniform buffer
    let uniformBufferSize = MemoryLayout.size(ofValue: sceneMatrices)
    uniformBuffer = metalDevice.makeBuffer(bytes: &sceneMatrices, length: uniformBufferSize, options: .storageModeShared) // 2
    renderEncoder.setVertexBuffer(uniformBuffer, offset: 0, index: 1)  // 3

    renderEncoder.setRenderPipelineState(pipelineState)
    renderEncoder.drawIndexedPrimitives(type: .triangle, indexCount: Indices.count, indexType: .uint32, indexBuffer: indicesBuffer, indexBufferOffset: 0) // 2

    renderEncoder.endEncoding() // 8
    commandBuffer.addCompletedHandler { _ in
      self.lastUpdateDate = Date()
    }
    commandBuffer.present(drawable) // 9
    commandBuffer.commit() // 10
  }
}

具体效果同OpenGL一样,这里就不展示了。

后记

本篇主要讲述了将项目从OpenGL转化到Metal,感兴趣的给个赞或者关注~~



作者:刀客传奇
链接:https://www.jianshu.com/p/ad2ceae81a2b


打开App,阅读手记
0人推荐
发表评论
随时随地看视频慕课网APP