[MetalKit]24-Metal-Performance-Shaders-for-the-iPad-playground效能著色器

蘋果API搬運工發表於2017-12-25
原文網址 : https://juejin.im/post/5a32041051882575d42f65ad
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本系列文章是對 metalkit.org 上面MetalKit內容的全面翻譯和學習.

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可能大家已經在WWDC2016上看過了,新的 Playground app for the iPad真是個震撼的產品!作為一個playground愛好者,我更是深感如此.現在我們可以輕易地在iPad上寫Swift程式碼,只要點選一個按鈕就能執行.今天我們將要試試Metal Performance Shaders (MPS),因為它在移動裝置上很好用而我們以前又沒有討論過它.需要提醒的是,MPS框架只能在iOS和tvOS上工作.我們會用一個便捷的方法,在macOS裝置的playground上編寫程式碼然後通過iCloud Drive來分享到你的移動裝置上.還有,iPad的playground只能在iOS10以上執行.

讓我們在Xcode中建立一個新的iOSplayground.你可以在Resources資料夾下新增任意圖片.我已經新增了一張名為nature.jpg.下一步,在playground主頁面中寫幾行程式碼,如下面截圖(程式碼在文末Github)

mps_1.png

讓我們看一下這些程式碼.在以前的文章中我們已經一遍遍寫過類似的程式碼.你應該立刻注意到新新增的程式碼引起了一個錯誤,這是因為macOS不"認識"MPS框架.一旦我們在iPad中開啟後,錯誤就會消失:

import MetalPerformanceShaders
複製程式碼

下一步,我們用MTKTextureLoader從先前新增圖片處建立一個新的紋理.現在最有意思的部分來了!一旦我們建立MTLCommandBuffer物件,我們將不會像以前做的那樣從這個命令緩衝器建立MTLCommandEncoder物件.相反,我們建立一個新的MPSImageGaussianBlur物件,如下面的程式碼:

let shader = MPSImageGaussianBlur(device: view.device!, sigma: 5)
shader.encode(commandBuffer: commandBuffer, sourceTexture: texIn, destinationTexture: texOut)
複製程式碼

MPS物件最棒的地方在於,它讓你可以將一個計算著色器(核心函式)應用於輸入紋理,而無需配置任何狀態,描述符,管線或寫個核心函式!MPS物件會為我們處理好所有事情.當然,用這個便捷方法的話,我們也只能採用預設的著色器,並只能更改這個特殊著色器的sigma之類的引數.

目前為止還不錯!我們已經通過iCloud Drive把playground傳送到了iPad上.開啟Finder視窗,點選iCloud Drive並把playground檔案複製到這個資料夾:

mps_8.png

我們終於開始用上iPad了!開啟新的Playground應用來到My Playgrounds.在螢幕左上角點選 + 按鈕.可以看出來,你也可能在iPad上建立一個新的playground並可以輕易用其它方式共享輸出到你的macOS裝置上.但是現在,我們點選iCloud Drive如下圖:

mps_2.png

當iCloud Drive視窗彈出後,請注意我們已經進入了iPad為playground提供的私有資料夾,我們現在想要匯入我們用到的MPS.playground,點選它:

mps_3.png

當iPad載入守playground後,我們就開工了!現在你能在你的iPad上看到playground的主頁面了:

mps_4.png

你所要做的就是點選Run My Code,就能看到我們圖片已經帶上了一個漂亮的模糊濾鏡:

mps_5.png

你可能會說:"我怎麼才能看到整個圖片呢?"答案就在下面的GIF圖片中.只要簡單地在螢幕中間長按,直到出現螢幕分隔線.不要鬆手指,想看程式碼或輸出圖片就左右拖動分隔線(你可能想要重新載入這個頁面因為這個動態GIF只會播放一次):

mps_6.gif

現在你能看到整個模糊過的圖片了!欣賞過圖片後,點選螢幕左側的按鈕來返回分屏狀態.在我們把它收起來之前,再來點牛逼效果.將下面這行:

let shader = MPSImageGaussianBlur(device: view.device!, sigma: 5)
複製程式碼

替換為

let shader = MPSImageSobel(device: device)
複製程式碼

檢視輸出的新圖片:

mps_7.PNG

我們只是改動了一行程式碼就產生如此不同的效果!還有幾十種不同的著色器來供你嘗試.檢視 Metal Performance Shaders API來獲取更多資訊.如果你對影象處理有興趣,你也許會想要檢視Simon Gladman的 Core Image for Swift這本書.如果你想要學更多MPS後端的Metal,可以檢視Moore的 Metal by Example這本書. 原始碼source code 已釋出在Github上.

下次見!

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