mtlppというMetalのC++ラッパーを使用したチュートリアル。
macOS : 11.1
Xcode : 12.3
左手系
三角形を表示するためのサンプルプログラム。
・ライブラリの設定
Xcodeの[Build Phases]の Link Binary With Librariesに以下のフレームワークを追加する。
Cocoa.framework
Metal.framework
MetalKit.framework
・Objective-Cのソースファイルのコンパイルオプションの設定
mtlppの mtlpp.hpp と mtlpp.mm はそのままプロジェクトに追加する。
同様にmtlppのサンプルプログラムにある window.hpp と window.mm も持ってきてそのままプロジェクトに追加する。
mtlppはARCには非対応となっているためそのままではビルドエラーになってしまう。
Xcodeの[Build Phases]の Compile Sources のCompiler Flagsに以下のオプションを追加する。
-fno-objc-arc
tutorial_00のシェーダーの記述を *.metal に置き換えたサンプルプログラム。
*.metalをXcodeのプロジェクトに追加すると一緒にビルドされ NewDefaultLibrary でアクセスできるようになる。
tutorial_01のシェーダーファイルをリソースとして読み込んで使用するサンプルプログラム。
MSL(Metal Sharding Language)の *.metal ファイルをコマンドラインでビルドして *.metallib を作成して、そのファイルを読み込んでシェーダーを使用するサンプルプログラム。
Building a Library with Metal's Command-Line Tools
・metalファイル
basic.metal
basic2.metal
・metallibのビルド方法
ターミナルなどから以下のコマンドを実行する。
*.metalをコンパイルして中間フォーマットの *.air を作成。
$ xcrun -sdk macosx metal basic.metal -c -o basic.air
*.metallibをビルドする.
複数の *.air をまとめてビルドすることも可能。
その際、関数名が重複してしまうとビルドエラーになってしまうので注意が必要。
$ xcrun -sdk macosx metallib basic.air basic2.air -o basic.metallib
・ワーキングディレクトリの設定
プロジェクトファイル直下にあるリソースを読み込むためにワーキングディレクトリの設定を行う。
メインメニューの [Product] -> [Scheme] -> [Edit Scheme] の Run の Optionタブの Working Directory の Use custom working directory: にチェックを入れる。
項目に $(SRCROOT) と入力。
テクスチャを適用した矩形の描画のサンプルプログラム。
mtlppにはテクスチャを読み込むためのAPIが用意されていない模様...
MetalKitのMTKTextureLoaderを使用してと外部ファイルのテクスチャを読み込めるようにする。
mtlppに倣ってMTKTextureLoaderのラッパークラスを以下のファイルで定義。
mtlpp/textureloader.hpp
mtlpp/textureloader.mm
tutorial_03をインデックスバッファを使用した描画に変更したサンプルプログラム。
立方体の描画のサンプルプログラム。
立方体はLambertで描画。
ワールドスペースで計算。
複数の立方体の描画のサンプルプログラム。
立方体はPhongシェーダーで描画。
ワールドスペースで計算。
tutorial_05のlambertをローカルスペースの計算に書き換え。
tutorial_06のPhongシェーディングをローカルスペースの計算に書き換え。
objファイルを読み込んで表示するサンプルプログラム。
データはMagicaVoxelのサンプルデータをobjファイルでエクスポート。
mtlファイルは現状は使用していない。
ノーマルマップのサンプルプログラム。
テクスチャレンダリングのサンプルプログラム。
256 x 256 のテクスチャレンダリング用のフレームバッファを用意して、そのバッファに対してモデル描画。
そのテクスチャを使用して立方体を描画。
モザイクフィルターのサンプルプログラム。
モノクロフィルターのサンプルプログラム。
セピア調フィルターのサンプルプログラム。
ガウスフィルターのサンプルプログラム。
今後作成するチュートリアル、サンプルの予定。
・ノーマルマップ
・スキニング
・objファイルの読み込み、表示
・glTFファイルの読み込み、表示
・FBXファイルの読み込み、表示
・PBR
・デファードレンダリング
・フォワードプラス
・ポストエフェクト
・ガウスフィルター
・クロスフィルター