metal - MTLVertexAttributeDescriptor是否必要？为什么需要它们？

Question

我一直在学习iOS / OSX的Metal，并且从Ray Wenderlich tutorial开始。本教程工作正常，但没有提及MTLVertexAttributeDescriptors。

现在，我在开发自己的应用程序时，出现了一些奇怪的故障，并且想知道我不使用MTLVertexAttributeDescriptors的事实是否与问题有关。

他们有什么区别？我已经能够制作具有不同顶点结构的各种着色器，而我什至都不知道这些东西。

我知道您使用它们来描述用于着色器的顶点组件的布局。例如，着色器可能会将这种结构用于顶点，并将在下面的函数的顶点描述符中对其进行设置。

typedef struct
{
    float3 position [[attribute(T_VertexAttributePosition)]];
    float2 texCoord [[attribute(T_VertexAttributeTexcoord)]];
} Vertex;

 class func buildMetalVertexDescriptor() -> MTLVertexDescriptor {

    let mtlVertexDescriptor = MTLVertexDescriptor()

    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.position.rawValue].format = MTLVertexFormat.float3
    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.position.rawValue].offset = 0
    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.position.rawValue].bufferIndex = T_BufferIndex.meshPositions.rawValue

    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.texcoord.rawValue].format = MTLVertexFormat.float2
    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.texcoord.rawValue].offset = 0
    mtlVertexDescriptor.attributes[T_VertexAttribute.texcoord.rawValue].bufferIndex = T_BufferIndex.meshGenerics.rawValue

    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshPositions.rawValue].stride = 12
    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshPositions.rawValue].stepRate = 1
    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshPositions.rawValue].stepFunction = MTLVertexStepFunction.perVertex

    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshGenerics.rawValue].stride = 8
    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshGenerics.rawValue].stepRate = 1
    mtlVertexDescriptor.layouts[T_BufferIndex.meshGenerics.rawValue].stepFunction = MTLVertexStepFunction.perVertex

    return mtlVertexDescriptor
}

但是即使没有 MTLVertexDescriptor设置，着色器也已经可以访问顶点缓冲区和数组中顶点的 position / texCoord分量。仅通过设置顶点缓冲区，着色器即可访问所有组件。那么描述符有什么用呢？

Answer 1

当然，有多种处理方法。顶点描述符仅用于其中之一。

例如，顶点函数可以这样声明：

vertex MyVertexOut vertex_func(device const float3 *positions [[buffer(0)]],
                               device const float2 *texCoords [[buffer(1)]],
                               uint vid [[vertex_id]])
{
    // use positions[vid] and texCoords[vid] to fill in and return a MyVertexOut structure
}

这表明顶点属性应在单独的缓冲区中提供，每个缓冲区都具有特定的布局。

您也可以这样做：

struct MyVertexIn
{
    float3 position;
    float2 texCoord;
};
vertex MyVertexOut vertex_func(device const MyVertexIn *vertexes [[buffer(0)]],
                               uint vid [[vertex_id]])
{
    // use vertexes[vid].position and vertexes[vid].texCoord to fill in and return a MyVertexOut structure
}

这就要求在与 MyVertexIn布局匹配的结构的单个缓冲区中提供顶点属性。

以上都不要求或不使用顶点描述符。完全无关紧要。

但是，您也可以这样做：

struct MyVertexIn
{
    float3 position [[attribute(0)]];
    float2 texCoord [[attribute(1)]];
};
vertex MyVertexOut vertex_func(MyVertexIn vertex [[stage_in]])
{
    // use vertex.position and vertex.texCoord to fill in and return a MyVertexOut structure
}

请注意 attribute(n)和 stage_in属性的使用。这并不决定如何提供顶点属性。相反，顶点描述符描述了从一个或多个缓冲区到顶点属性的映射。该映射还可以执行转换和扩展。例如，上面的着色器代码指定 position字段是 float3，但是缓冲区可能包含（并描述为包含） half3值（或其他各种类型），Metal将自动进行转换。

相同的着色器可与不同的顶点描述符一起使用，因此，顶点属性在缓冲区中的分布不同。这为不同的场景提供了灵活性，其中一些将顶点属性分离到不同的缓冲区中（类似于我给出的第一个示例），而另一些将它们插入同一缓冲区中（与第二个示例类似）。等等。

如果不需要这种灵活性和额外的抽象级别，则不需要处理顶点描述符。他们在那里是那些确实需要他们的人。