将Metal缓冲区传递给SceneKit着色器

我想使用Metal计算着色器来计算一些位置，然后将其输入到金属着色器中 . 听起来很直接，但我无法将我的MTLBuffer数据输入基于金属的SCNProgram .

计算内核如下，在这个设计的例子中，它接收三个3D向量（在两个缓冲区中） .

kernel void doSimple(const device float3 *inVector [[ buffer(0) ]],
                    device float3 *outVector [[ buffer(1) ]],
                    uint id [[ thread_position_in_grid ]]) {

    float yDisplacement = 0;
    . . . .

    outVector[id] = float3(
        inVector[id].x, 
        inVector[id].y + yDisplacement, 
        inVector[id].z);
}

这个内核函数在我的 SCNSceneRendererDelegate 的 - renderer:willRenderScene:atTime: 方法中的每一帧运行 . 有两个缓冲区，它们在每帧之后切换 .

缓冲区创建如下;

func setupBuffers() {
    positions = [vector_float3(0,0,0), vector_float3(1,0,0), vector_float3(2,0,0)]

    let bufferSize = sizeof(vector_float3) * positions.count
    //copy same data into two different buffers for initialisation
    buffer1 = device.newBufferWithBytes(&positions, length: bufferSize, options: .OptionCPUCacheModeDefault)
    buffer2 = device.newBufferWithBytes(&positions, length: bufferSize, options: .OptionCPUCacheModeDefault)
}

并使用以下命令运行计算着色器（在 willRenderScene func中）;

let computeCommandBuffer = commandQueue.commandBuffer()
    let computeCommandEncoder = computeCommandBuffer.computeCommandEncoder()

    computeCommandEncoder.setComputePipelineState(pipelineState)
    computeCommandEncoder.setBuffer(buffer1, offset: 0, atIndex: 0)
    computeCommandEncoder.setBuffer(buffer2, offset: 0, atIndex: 1)

    computeCommandEncoder.dispatchThreadgroups(numThreadgroups, threadsPerThreadgroup: threadsPerGroup)
    computeCommandEncoder.endEncoding()
    computeCommandBuffer.commit()
    computeCommandBuffer.waitUntilCompleted()

    let bufferSize = positions.count*sizeof(vector_float3)
    var data = NSData(bytesNoCopy: buffer2.contents(), length: bufferSize, freeWhenDone: false)
    var resultArray = [vector_float3](count: positions.count, repeatedValue: vector_float3(0,0,0))
    data.getBytes(&resultArray, length:bufferSize)

    for outPos in resultArray {
        print(outPos.x, ", ", outPos.y, ", ", outPos.z)
    }

这是有效的，我可以看到我的计算着色器正在更新数组中每个向量的y坐标 .

这个场景由三个均匀间隔的球体组成 . 顶点着色器只是获取计算着色器中计算的位置，并将其添加到每个顶点位置（无论如何都是y组件） . 我给每个球体一个索引，顶点着色器使用这个索引从我的计算数组中拉出适当的位置 .

金属顶点函数如下所示，它由 SCNProgram 引用并设置为每个球体的材质 .

vertex SimpleVertex simpleVertex(SimpleVertexInput in [[ stage_in ]],
                             constant SCNSceneBuffer& scn_frame [[buffer(0)]],
                             constant MyNodeBuffer& scn_node [[buffer(1)]],
                             constant MyPositions &myPos [[buffer(2)]],
                             constant uint &index [[buffer(3)]]
                             )
{

    SimpleVertex vert;
    float3 posOffset = myPos.positions[index];
    float3 pos = float3(in.position.x, 
                        in.position.y + posOffset.y, 
                        in.position.z);

    vert.position = scn_node.modelViewProjectionTransform * float4(pos,1.0);

    return vert;
}

MyPositions 是一个包含float3s数组的简单结构 .

struct MyPositions
{
    float3 positions[3];
};

使用每个球体材质的 setValue 方法将数据传递到顶点着色器没有问题，如下所示（也在 willRenderScene 方法中完成） . 一切都按预期工作（三个球体向上移动） .

var i0:UInt32 = 0
    let index0 = NSData(bytes: &i0, length: sizeof(UInt32))
    sphere1Mat.setValue(index0, forKey: "index")
    sphere1Mat.setValue(data, forKey: "myPos")

BUT 这需要将数据从GPU复制到CPU到GPU，这是我宁愿避免的 . 所以我的问题是...... How do I pass a MTLBuffer to a SCNProgram?

在 willRenderScene 尝试了以下内容，但除了 EXEC_BAD... 之外什么也没得到

let renderCommandEncoder = renderer.currentRenderCommandEncoder!
renderCommandEncoder.setVertexBuffer(buffer2, offset: 0, atIndex: 2)
renderCommandEncoder.endEncoding()

完成example is over on GitHub .

感谢阅读，一直在努力解决这个问题 . 解决方法是使用MTLTexture代替MTLBuffer，因为我已经能够通过漫反射mat prop将它们传递到SCNProgram中 .