Передача поплавка или цвета в шейдер фрагмента Metal из Swift

Question

Я пытаюсь написать фрагментный шейдер на металле, но не могу понять, как передавать отдельные значения (например, float, float4 или half4). Мои шейдеры таковы:

#include <metal_stdlib>
using namespace metal;

typedef struct {
    float4 renderedCoordinate [[position]];
} FullscreenQuadVertex;

vertex FullscreenQuadVertex fullscreenQuad(unsigned int vertex_id [[ vertex_id ]]) {
    float4x4 renderedCoordinates = float4x4(float4( -1.0, -1.0, 0.0, 1.0 ),
                                            float4(  1.0, -1.0, 0.0, 1.0 ),
                                            float4( -1.0,  1.0, 0.0, 1.0 ),
                                            float4(  1.0,  1.0, 0.0, 1.0 ));

    FullscreenQuadVertex outVertex;
    outVertex.renderedCoordinate = renderedCoordinates[vertex_id];

    return outVertex;
}

fragment float4 displayColor(device float4 *color [[ buffer(0) ]]) {
//    return float4(0.2, 0.5, 0.8, 1);
    return *color;
}

И я передаю цвет из подкласса MTKView следующим образом:

import MetalKit

class MetalView: MTKView {

    var color = NSColor(deviceRed: 0.2, green: 0.4, blue: 0.8, alpha: 1)
    var pipeline: MTLRenderPipelineState!
    var colorBuffer: MTLBuffer!

    init() {
        super.init(frame: CGRect.zero, device: nil)
        setup()
    }

    required init(coder: NSCoder) {
        super.init(coder: coder)
        setup()
    }

    func setup() {
        device = MTLCreateSystemDefaultDevice()
        colorPixelFormat = .bgra8Unorm

        // setup render pipeline for displaying the off screen buffer
        guard let library = device?.makeDefaultLibrary() else {
            fatalError("Failed to make Metal library")
        }

        let pipelineDescriptor = MTLRenderPipelineDescriptor()
        pipelineDescriptor.colorAttachments[0].pixelFormat = .bgra8Unorm
        pipelineDescriptor.colorAttachments[0].isBlendingEnabled = false
        pipelineDescriptor.vertexFunction = library.makeFunction(name: "fullscreenQuad")
        pipelineDescriptor.fragmentFunction = library.makeFunction(name: "displayColor")

        do {
            pipeline = try device?.makeRenderPipelineState(descriptor: pipelineDescriptor)
        } catch {
            fatalError("Failed to make render pipeline state")
        }

        colorBuffer = device?.makeBuffer(length: MemoryLayout<float4>.stride, options: .storageModeManaged)
        updateBackgroundColor()
    }

    func updateBackgroundColor() {
        var colorArray = [color.blueComponent, color.greenComponent, color.redComponent, color.alphaComponent].map { Float($0) }
        var data = Data(buffer: UnsafeBufferPointer(start: &colorArray, count: colorArray.count))

        colorBuffer.contents().copyMemory(from: &data, byteCount: data.count)
        colorBuffer.didModifyRange(0..<data.count)
    }

    override func draw(_ dirtyRect: NSRect) {
        drawColor()
    }

    func drawColor() {
        guard let commandQueue = device?.makeCommandQueue() else { return }
        guard let commandBuffer = commandQueue.makeCommandBuffer() else { return }
        guard let renderPassDescriptor = currentRenderPassDescriptor else { return }
        guard let currentDrawable = currentDrawable else { return }

        guard let commandEncoder = commandBuffer.makeRenderCommandEncoder(descriptor: renderPassDescriptor) else { return }

        commandEncoder.setRenderPipelineState(pipeline)
        commandEncoder.setFragmentBuffer(colorBuffer, offset: 0, index: 0)
        commandEncoder.drawPrimitives(type: .triangleStrip, vertexStart: 0, vertexCount: 4)
        commandEncoder.endEncoding()

        commandBuffer.present(currentDrawable)
        commandBuffer.commit()
    }

}

Несмотря на то, что я представляю оттенок голубого, все, что я вижу, - это черный. Тестирование закодированного цвета, возвращенного из фрагментного шейдера, работает нормально.

Я не самый беглый в использовании, использую UnsafePointers с типами данных, поэтому не уверен, что проблема заключается в установке данных буфера или в том, как я на самом деле пытаюсь передать данные буфера в шейдер. Я попробовал шейдер с типом атрибута [[color (0)]], однако, насколько я вижу, они не поддерживаются в macOS (или я делал это неправильно ??‍♂️).

Answer 1

Вместо того, чтобы использовать буфер для одного цвета, почему бы просто не отправить цвет напрямую, используя setFragmentBytes()? Вот как это будет выглядеть:

var fragmentColor = vector_float4(Float(color.redComponent), Float(color.greenComponent), Float(color.blueComponent), Float(color.alphaComponent))
commandEncoder.setFragmentBytes(&fragmentColor, length: MemoryLayout.size(ofValue: fragmentColor), index: 0)

И ваш шейдер все равно будет использовать:

fragment float4 displayColor(constant float4 &color [[ buffer(0) ]])