使用带有场景工具包着色器修改器的 Metal 自定义变量声明

Question

我很难将制服传递给 Scene Kit 的着色器修改器。这在使用 OpenGL 时似乎可以正常工作，但在使用 Metal 时却不行。

我之前成功使用过 SCNProgram，但想利用 SceneKit 的 tessellator 而不是设置计算着色器来进行 tessellation。

但我想使用我已经用 Metal 编写的代码，而不是使用 OpenGL。

遗憾的是，关于如何做到这一点的例子并不多。 这个 Swift Playground 说明了如何在 OpenGL 中很好地做到这一点。

https://github.com/markpmlim/Twister/blob/master/Twister.playground/Contents.swift

//Geometry - Metal will translate the OpenGL code.
let geometryShaderModifier =
"uniform float twistFactor;\n" +
"mat4 rotationAroundX(float angle) {\n" +
"return mat4(1.0,    0.0,         0.0,        0.0,\n" +
"            0.0,    cos(angle), -sin(angle), 0.0,\n" +
"            0.0,    sin(angle),  cos(angle), 0.0,\n" +
"            0.0,    0.0,         0.0,        1.0);\n" +
"}\n" +
"#pragma body\n" +
"float rotationAngle = _geometry.position.x * twistFactor;\n" +
"mat4 rotationMatrix = rotationAroundX(rotationAngle);\n" +
"_geometry.position *= rotationMatrix;\n" +
"vec4 twistedNormal = vec4(_geometry.normal, 1.0) * rotationMatrix;\n" +
"_geometry.normal   = twistedNormal.xyz;\n"

但是当我将它更改为 Metal 时它不起作用：

let geometryShaderModifier =
"#pragma arguments \n" +
"float twistFactor;\n" +
"float4x4 rotationAroundX(float angle) {\n" +
"return float4x4(1.0,    0.0,         0.0,        0.0,\n" +
"                0.0,    cos(angle), -sin(angle), 0.0,\n" +
"                0.0,    sin(angle),  cos(angle), 0.0,\n" +
"                0.0,    0.0,         0.0,        1.0);\n" +
"}\n" +
"#pragma body\n" +
"float rotationAngle = _geometry.position.x * twistFactor;\n" +
"float4x4 rotationMatrix = rotationAroundX(rotationAngle);\n" +
"_geometry.position *= rotationMatrix;\n" +
"float4 twistedNormal = float4(_geometry.normal, 1.0) * rotationMatrix;\n" +
"_geometry.normal   = twistedNormal.xyz;\n"

这就是我提供值的方式，使用键值编码：

 // The uniform "twistFactor" must be assigned a value.
 torus.setValue(1.0, forKey: "twistFactor")

我想我可以切换回使用 OpenGL 来解决这个问题，但有点令人沮丧的是，Apple 的着色器修改器文档中的前几行很难开始工作。

// For Metal, a pragma directive and one custom variable on each line:
#pragma arguments
float intensity;

我在不同的论坛上看到过各种帖子，它们都有相同的基本问题，如果他们能为此提供更清晰的文档，那就太好了。

我收到以下错误消息：

program_source:2566:50：错误：使用未声明的标识符“twistFactor”

提前感谢您的帮助！

Answer 1

您可以使用 #pragma declaration 标记来帮助 SceneKit 区分着色器修饰符参数和本地函数：

let geometryShaderModifier =
    "#pragma arguments\n" +
     "float twistFactor;\n" +
     "#pragma declaration\n" + // HERE
     "float4x4 rotationAroundX(float angle) {\n" +
     "return float4x4(1.0,    0.0,         0.0,        0.0,\n" +
     "                0.0,    cos(angle), -sin(angle), 0.0,\n" +
     "                0.0,    sin(angle),  cos(angle), 0.0,\n" +
     "                0.0,    0.0,         0.0,        1.0);\n" +
     "}\n" +
     "#pragma body\n" +
     "float rotationAngle = _geometry.position.x * twistFactor;\n" +
     "float4x4 rotationMatrix = rotationAroundX(rotationAngle);\n" +
     "_geometry.position *= rotationMatrix;\n" +
     "float4 twistedNormal = float4(_geometry.normal, 1.0) * rotationMatrix;\n" +
     "_geometry.normal   = twistedNormal.xyz;\n"