objective-c - 解释 Metal 和 SIMD 中的不同类型

Question

在使用 Metal 时，我发现类型的数量多得令人眼花缭乱，而且我并不总是很清楚应该在哪种上下文中使用哪种类型。

在 Apple 的 Metal Shading Language Specification 中，有一个非常清晰的表格，其中列出了 Metal 着色器文件中支持的类型。但是，有大量示例代码似乎使用了属于 SIMD 一部分的其他类型。在 macOS (Objective-C) 方面，Metal 类型不可用，但 SIMD 类型可用，我不确定应该使用哪些。

例如:

在 Metal 规范中，float2 被描述为表示两个 float 组件的“向量”数据类型。

在应用程序方面，以下所有内容似乎都以某种身份使用或表示:

• float2，即vector_types.h中的typedef::simd_float2 float2

  注意:“在 C 或 Objective-C 中，此类型可用作 simd_float2。”

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• vector_float2，即typedef simd_float2 vector_float2

  注意:“此类型已弃用；您应该改用 simd_float2 或 simd::float2”

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• simd_float2，即 typedef __attribute__((__ext_vector_type__(2))) float simd_float2

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• ::simd_float2 和 simd::float2 ?

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矩阵类型也存在类似的情况:

• matrix_float4x4, simd_float4x4, ::simd_float4x4 和 float4x4,

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有人能解释一下为什么有这么多功能看似重叠的 typedef 吗？如果您今天(2018 年)在 Objective-C/Objective-C++ 中编写一个新应用程序，您应该使用哪种类型来表示两个浮点值 (x/y) 以及可以在应用程序代码和 Metal 之间共享的矩阵转换类型？

Answer 1

带有 vector_ 的类型和 matrix_前缀已被弃用，取而代之的是带有 simd_ 的前缀。前缀，因此一般指导(以 float4 为例)将是:

• 在 C 代码中，使用 simd_float4类型。 (除非您提供自己的 typedef ，否则您必须包含前缀，因为 C 没有 namespace 。)
• 对于 Objective-C 也是如此。
• 在 C++ 代码中，使用 simd::float4类型，您可以将其缩短为 float4通过 using namespace simd; .
• 对于 Objective-C++ 也是如此。
• 在 Metal 代码中，使用 float4类型，因为 float4是 Metal 着色语言 [1] 中的基本类型。
• 在 Swift 代码中，使用 float4类型，因为 simd_类型被别名为较短的名称。
• 更新:在 Swift 5 中，float4和相关类型已被弃用，取而代之的是 SIMD4<Float>和相关类型。

这些类型在根本上都是等价的，并且都具有相同的大小和对齐特征，因此您可以跨语言使用它们。这实际上是 simd 框架的设计目标之一。

关于打包类型的讨论改天再说，因为你没有问。

[1] Metal 是一种不寻常的情况，因为它定义了 float4在全局命名空间中，然后将其导入 metal命名空间，也导出为 simd命名空间。它还别名 float4作为vector_float4 .因此，您可以为此向量类型使用上述任何名称(simd_float4 除外)。喜欢float4 .