swift - [[stage_in]]，MTLVertexDescriptor和MTKMesh之间的连接

之间的联系是什么:

在金属着色器中使用[[stage_in]]

使用MTLVertexDescriptor

使用MTKMesh

例如

是否可以不使用[[stage_in]]而使用MTLVertexDescriptor？

是否可以不使用MTLVertexDescriptor而使用MTKMesh，而是使用基于自定义结构的数据结构的数组？如struct Vertex {...}, Array<Vertex>？

是否可以不使用MTKMesh而使用MTLVertexDescriptor？例如使用相同的基于结构的数据结构？

我在互联网上找不到此信息，并且“金属底纹语言规范”甚至没有包含“描述符”或“网格”一词。

最佳答案

否。如果尝试从没有顶点描述符的管道描述符创建渲染管道状态，并且相应的顶点函数具有[[stage_in]]参数，则管道状态创建调用将失败。

是的。毕竟，当您绘制MTKMesh时，您仍然必须使用网格的组成setVertexBuffer(...)包裹的缓冲区来调用MTKMeshBuffer。您可以轻松地自己创建一个MTLBuffer并将您的自定义顶点结构复制到其中。

是的。不用[[stage_in]]参数，而是使用[[buffer(0)]]类型的MyVertexType *属性(假设所有顶点数据在单个顶点缓冲区中交错)以及一个[[vertex_id]]参数(可告诉您在哪里索引该缓冲区) 。

这是从渲染命令编码器上的MTKMesh设置顶点缓冲区的示例:

for (index, vertexBuffer) in mesh.vertexBuffers.enumerated() {
    commandEncoder.setVertexBuffer(vertexBuffer.buffer, offset: vertexBuffer.offset, index: index)
}

vertexBuffer的类型为MTKMeshBuffer，而buffer属性的类型为MTLBuffer；我提到这一点是因为它可能会造成混淆。

您可以通过以下一种方式创建顶点描述符，以告知Model I/O和MetalKit布置要加载的网格数据:

let mdlVertexDescriptor = MDLVertexDescriptor()
mdlVertexDescriptor.attributes[0] = MDLVertexAttribute(name: MDLVertexAttributePosition, format: MDLVertexFormat.float3, offset: 0, bufferIndex: 0)
mdlVertexDescriptor.attributes[1] = MDLVertexAttribute(name: MDLVertexAttributeNormal, format: MDLVertexFormat.float3, offset: 12, bufferIndex: 0)
mdlVertexDescriptor.attributes[2] = MDLVertexAttribute(name: MDLVertexAttributeTextureCoordinate, format: MDLVertexFormat.float2, offset: 24, bufferIndex: 0)
mdlVertexDescriptor.layouts[0] = MDLVertexBufferLayout(stride: 32)

您可以创建相应的MTLVertexDescriptor，以创建适合于渲染此类网格物体的渲染管道状态:

let vertexDescriptor = MTKMetalVertexDescriptorFromModelIO(mdlVertexDescriptor)!

这是与该布局匹配的顶点结构:

struct VertexIn {
    float3 position  [[attribute(0)]];
    float3 normal    [[attribute(1)]];
    float2 texCoords [[attribute(2)]];
};

这是一个存根顶点函数，使用了这些顶点之一:

vertex VertexOut vertex_main(VertexIn in [[stage_in]])
{
}

最后，这是一个顶点结构和顶点函数，可用于在没有顶点描述符的情况下渲染完全相同的网格数据:

struct VertexIn {
    packed_float3 position;
    packed_float3 normal;
    packed_float2 texCoords;
};

vertex VertexOut vertex_main(device VertexIn *vertices [[buffer(0)]],
                             uint vid [[vertex_id]])
{
    VertexIn in = vertices[vid];
}

请注意，在最后一种情况下，我需要将结构成员标记为压缩，因为默认情况下，为对齐目的而填充Metal的simd类型(具体来说，float3的跨度为 16 字节，而不是我们在顶点中要求的12字节)描述符)。