Metal之旅
基本介绍
Metal是什么
大量的并行任务(heavy parallel)更适合放在GPU，而不是CPU。
在WWDC2014被引入
低阶（底层）访问GPU的接口。适合图形渲染、大量的并行计算
为何学习Metal
metal 不是游戏引擎(Unity)，unity 和 cocos2d 是基于Open GL 的。
如何选择？ 2D用SpriteKit；3D用SceneKit、Unity、Unreal Engine
那拿Metal干啥呢？ 理解图形底层运作；用Metal的着色器函数做一些自定义操作；GPU编程
内容
GPU & Pipeline GPU和管线
Triangles 三角形
Shader Functions 着色器函数(明暗处理)
Textures 纹理
Transforms, Matrices 形变和矩阵变换
Model I/O 模型(图像)输入输出
Lighting 亮度
GPU对比CPU
苹果A9芯片开始，苹果SOC系统芯片整合了双核CPU、多核GPU、运动协处理器
CPU有少量强悍的处理器；GPU有多个不那么强悍的处理器。意味着CPU擅长在少数几个线程上做一件事，而GPU擅长同时做很多的小任务。例如要给一个数组中的每个数+1，CPU的套路是遍历挨个加1，而GPU是同时给数组中每个数同时执行加1操作。
Metal绘制概要
Metal Pipeline 管线
严格来说，管线就是一组GPU要执行的操作序列，告诉GPU使用哪个顶点函数(vertex functions)和片段函数(fragment functions)。
设置 → 顶点处理 → 简单组装 → rasterize栅格化(算出属于三角形的片段，屏幕上的每个像素使用这些片段数据来决定自己的颜色) → 片段处理(每个片段被传递到我们写的着色函数) → 呈现
MTLRenderPipelineState 持有渲染器需要的着色器函数
MTLRenderPipelineDescriptor 设置指令编码器(command encoder)以及其他metal对象，它就像是一个模板，对目标对象进行描述。如描述一个机器人：蓝色的脑袋、红色的鼻子。
创建PipelineState是个耗时的操作，所以初始化的时候就创建好。
Metal 中的三角形
metal只处理点、线、三角形。三角形是可绘制的最少顶点的面(图形)。
Metal中的索引矩阵和常量
2个三角形拼接而成的矩形，会有重复顶点，如果数据量大了，这将涉及到很多重复性工作。可以减少传递给GPU的顶点数据，然后使用索引矩阵。
通过传入常量，给这个矩形添加sine动画。
着色器
着色函数(shader functions)在GPU中运行。
着色器这个术语来源于OpenGL pipeline shaders，来控制着色明暗处理，如今不仅用来着色，还控制描述GPU程序-
三类着色函数：
顶点函数(vertex)，描述顶点数据，如Raybreak项目中的sine动画
片段函数(fragment)，描述片段/像素的颜色
内核函数(kernel)，用于大量数据操作，并行操作
MTLVertexDescriptor用来配置渲染初期顶点数据的映射传送
先定义一个VertexDescriptor来描述顶点数据结构，然后发送顶点数据（含颜色信息）给片段函数
纹理
加载纹理，更新纹理坐标：
Vertex Array
Vertex Descriptor
Vertex function
Fragement function
纹理处理要点：
MTLSamplerDescriptor。告诉GPU如何使用纹理，就像构建pipelineState一样。
过滤模式：linear 或 nearest。当改变图像size时，其他像素如何填充。前者是平滑过渡，后者是就近重复。
贴图质量（质量越差越模糊）。
参考资料：
