探索 Metal 调试、性能分析及资产创建工具

探索 Metal 调试、性能分析及资产创建工具

探索 Xcode 如何帮助您将 Metal 调试、性能分析和资源创建工作流程提升到一个新的水平。探索用于光线追踪和 GPU 分析的最新工具，并了解 Metal Debugger 工作流程。我们还将展示如何使用纹理转换器工具，该工具支持所有现代 GPU 纹理格式，并且可以轻松集成到您的多平台资源创建管线中。

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嗨！我是伊格今天我要跟你分享Metal调试器所有新功能和优化今年我们提供更多支持Metal的功能像是光线追踪和函式指标
我们新增了全新的效能剖析作业流程像图形处理器时间轴以及稳定的图形处理器效能状态来帮助你在Apple平台发挥图形处理器的最大效益
我们也优化了其他你熟悉且爱用的调试工作流程包括对着色器验证支持得更广和更精准的抓取控制
我们也带来纹理压缩的进阶功能这部分稍后我同事亚曼达会说明首先我们来聊聊光线追踪去年我们介绍了新Metal光线追踪 API 如今我们开始在Xcode 13的Metal调试器支持连同函式指针和函数表这能让你的着色器更有弹性而动态库能让你打造出抽象且可重复使用的着色器库程序代码此外在光线追踪部分我们也带来全新工具加速架构查看器来看看Metal调试器里的光线追踪功能我打开了一个示范应用程序中现代渲染器的图形处理器追踪这已经调整来让Metal光线追踪能达到阴影和环境光遮蔽的效果这个编码器创造了美丽的光线追踪阴影地图我选择了一个分派指令让你能看看加速架构查看器的能耐从这里我会打开加速架构查看器要进入新的加速架构查看器这里你可以看到熟悉的小酒馆场景的几何图形在右边它的概述在左边点击场景的一个实例会将查看器和场景的概述选取你可以通过展开看到变换矩阵和其他实例属性你也可以按住选择键同时点击场景查看器来选取单一几何形状这也能用来选取场景轮廓反之亦然
你也可以看到在查看器中类似相交函数用在加速架构上但加速架构查看器不只能显示几何图形在右下角你可以找到一系列强调模式这让你能将场景中的对象可视化举例来说包围体遍历模式能协助你将复杂的几何形状可视化深一些的蓝色代表层次包围体的遍历在运算耗能上相对较高的区域在全部模式中我们有这个小查看器在你光标滑过场景不同区域时示意相关信息这里显示包围盒遍历和原始交集的数据
为了更有弹性我们也新增了遍历设定有了这个设定你就能将加速架构查看器配置成你在着色器的交集对象里能找到的相同属性
还有很多说不完关于光线追踪如果你想了解更多看看今年的这个会话“使用Metal 光线追踪探索混合渲染” 如果想了解更多关于API的概略介绍看看去年的分享 “使用Metal探索光线追踪” 接下来我们来聊聊效能剖析剖析你的应用程序效能是个重要任务我们已经有很多很棒的工具任君挑选譬如在Instruments 使用Metal追踪你可以用时间轴检视中央处理器和图形处理器在不同阶段渲染的处理时间图形处理器计数和着色器的时间轴至于Metal调试器图形处理器计数显示丰富的信息直接来自图形处理器不论是编码器计数画图计数两者都是非常好用的工具能提供你的应用程序额外层面的检视但同步这些检视得花费额外功夫因此我很开心向你展示全新图形处理器效能剖析工具它将Metal系统追踪功能和图形处理器计数整合为一容我介绍Metal调试器中的图形处理器时间轴专为Apple图形处理器设计的新工具让你对效能数据有新的见解能帮助你找到应用程序中潜在可优化之处我们来看看最新版这套效能剖析工具
图形处理器时间轴可以在效能控制台下方看到你能在调试导引器中找到在你选择你的应用程序框架后当你开启效能控制台后你能看到一系列追踪数据平行显示在往下之前我要说明一下为何编码器追踪会显示在这在Apple图形处理器中顶点和分阶段渲染任务以及运算分派是同时运作的 Apple图形处理器架构让它们能如此运用叫做 “基于图块彩现”的技术我们认为能看见Apple图形处理器在你的应用程序中平行的特性很重要这就是图形处理器时间轴派上用场的时候在最上方你能看到顶点、分段、运算编码器时间轴搭配每个编码器显示它使用的资源方便快速检视在编码器下方你会看到使用占比、带宽和计数限制器我们来看看编码器时间轴的细部功能
你可以展开每个编码器追踪来看着色器时间轴的总计
展开时间轴更多能用瀑布式检视个别着色器
编码器的操作十分容易选择一个编码器追踪能看到右边有全部编码器的列表在这你可以按平均处理时间排序点击时间轴上的个别编码器在侧选单能看见更多相关信息举例来说这里可以看到这个渲染指令编码器的附件
你可能有留意到当你选择编码器时它是开启状态时时间区段在整条追踪列是被突显出来的这能让你轻松检视不同阶段重叠处以及编码器的相关计数数值
移开时间轴检视模式你可以看到图形处理器计数通过切换到计数分页或你可以直接打开编码器的内容选单在计数这里找到
这只是图形处理器时间轴的一小部分想了解更多关于Metal调试器如何使用在帮助你了解应用程序效能看看今年的会话 “为高端游戏优化Apple 图形处理器”
展示了应用程序效能剖析的新方法后了解到效能是大幅取决于几个因素是很重要的
讲到Metal 图形处理器的效能状态是非常重要的因素这是受操作系统控制的会降低或提升依据装置的热气流系统设定、图形处理器使用率和其他参数
这些状态改变会影响你看到的效能剖析结果
今年我们带来新的方法让你进行应用程序效能剖析时可以得到更连贯的结果我们增加新的方式让你观测及调整图形处理器的效能状态横跨整套Metal工具从Instruments和Metal系统追踪用来记录实时效能到Metal调试器用来效能剖析图形处理器追踪最后 Xcode的装置状态作一般使用情境首先我们来讲Instruments 今年我们新增图形处理器状态栏在Metal系统追踪和其他追踪列同步呈现你的应用程序效能表现的关联连同装置效能状态但记得能看见效能状态只是其中一部分要取得连贯又能重现的效能剖析结果你还需要新方法来设定图形处理器的效能状态在装置上今年新增的功能能引发图形处理器的特定效能状态在你在Instruments追踪纪录时只要在录像的选项在开始录像前选择一个效能状态即可就能录下效能纪录如先前那样 Instruments会引发你选择的状态在追踪的整个过程只要装置能支持有时你可能需要检查是否有既存的Instruments追踪已有图形处理器的效能状态已在录像中被引发你能在录像设定区块找到这个信息就在信息弹出框
现在你知道如何在Instruments 检视并引发图形处理器效能状态第二个达到连贯的图形处理器效能状态的方法就是Metal调试器默认状态下当你撷取应用程序的图形处理器追踪时 Xcode会自动做效能剖析追踪它会用撷取当下装置相同的效能状态来做剖析追踪这个状态有可能因为我们刚提到的因素而有所变化假设相反的你想选择特定的效能状态用调试列的停止观看按钮在你选取后 Metal调试器会重新帮你的图形处理器做效能剖析在它完成后按钮会亮起代表已达到连贯的效能状态还有在总结页面的效能区块现在能快速显示新的效能数据连同你选取的效能状态这两个方法包含在整套Metal工具中但有时你可能想在效能剖析工作流程之外引发连贯的效能状态第三个设定图形处理器效能状态的方法是通过装置条件
假如你想测试你的应用程序在不同图形处理器效能状态下的表现你可以选择这个在Xcode 13 我们新增了图形处理器效能状态的装置条件它能迫使操作系统在装置上使用特定状态只要装置能支持并持续连接Xcode 你可以从Xcode新增这个条件假如你进入窗口装置与模拟器从那选择你的装置滑至“装置条件”区块并新增“图形处理器效能状态”的条件设定你要的等级按下开始在你要套用图形处理器效能状态在装置时在你结束后按下停止
这些新方法让你能检视并改变图形处理器效能状态直接通过我们的工具就能帮助你做效能剖析与测试你的应用程序我认为你会非常喜欢我们在效能剖析工作流程最新的功能和优化我希望这些能帮助你打造更好的应用程序现在我们来聊聊Metal调试器今年的其他改良处首先我会说明着色器验证的改良处接着我会展示精准抓取控制在那之后我会让你看看新的管线状态工作流程最后我想介绍两个新功能关于着色器调试和效能剖析区别调试信息与选择性着色器调试去年在Xcode 12 我们介绍了着色器验证帮助你诊断图形处理器的执行期错误像超越定界权限或其他
记得要是着色器验证有打开并且编码器跳出验证错误你会在问题导引器看到执行期问题显示中央处理器和图形处理器回溯造成错误的指令
我们已经有段会话针对这做详细说明要了解更多关于运用着色器验证看看去年的解说叫做 “在Metal调试图形处理器错误”
今年我们延伸着色器验证支持更多使用情境能在使用间接指令缓冲动态库和函式指标与函数表使用让你在开发模式中更广泛地运用着色器验证横跨整个应用程序接下来我要给你们看新的精准抓取控制但首先看一下撷取按钮看起来像我们的新Metal图标位在调试列在Xcode窗口底部点击后新选单会出现这个选单让你选择撷取范围预设是撷取一屏你可以指定你想撷取的数量至多五个你也可以选择撷取一系列指令缓冲是带有相同母装置或指令队列和代表特定Metal图层的那些或甚至自定义你要的范围使用MTLCaptureScope API从应用程序代码定义这些新控件让你在决定你的Metal指令如何及何时要撷取时能更加发挥
再来我们来聊聊Metal函式库及管线状态这些是你的Metal应用程序中关键的建置阻碍而在Xcode 13 我们让它变得简单在检查全数应用程序在使用的管线状态及函式库时现在来看看它实际如何运作这里我已经撷取了一个图形处理器追踪来自范例应用程序的现代渲染器我想要看G缓冲管线状态如何运作所以我选择了这个绘画指令如果我检视包围资源可以看到被使用的管线状态打开它会带我到管线状态查看器从这我可以检查函式和其他与管线状态一起创建的对象此外从查看器我可以看到与状态有关的效能数据或是我可以去内存查看器从那检视状态在Xcode 13 内存查看器现在能显示管线状态在你的应用程序用掉多少内存这些只是一部分新增功能能让检查管线状态更容易横跨Metal调试器在你看应用程序的图形处理器追踪时接着我们来聊聊在Metal调试器中使用着色器调试与效能剖析现在假如你想用这些功能你有两个选择第一个选项是编译原始码的函式库在应用程序运行时第二较好的选择使用线下嵌入资源建置Metallib文件并在执行期再加载那些文件不过App Store规定并不允许你用调试的Metallib文件发布你的应用程序也就代表若你在线下编译函式库又想要调试你的着色器时你必须编译两次一次是跟嵌入资源在开发阶段时一次是不含资源的为了分配用今年我们有所改变现在你可以用资源产生分开的档案连同其他调试信息在编译Metallib时这些档案有Metallibsym的扩充能让你对着色器调试及效能剖析也不用嵌入额外信息在个别的函式库中把它们分开的最大好处是你再也不用有两个版本的同个Metallib 另一个好处是有了这些Metallibsym文件你就能调试着色器甚至在应用程序的发行版上就不用在着色器资源上妥协
我来举个例子展示如何编译着色器原始档用Metallibsym转成Metallib文件我先从终端机指令xcrun开始用一般方式编译Metallib 要产生Metallibsym文件我仅仅需要加上旗标 “record-sources”夹带 “flat”选项再执行编译程序现在当我尝试调试已编译的着色器时带有分开调试信息文件我会被提示要导入档案点击导入来源打开对话列有全数函式库以及是否已导入源文件
从这我能导入任何 Metallibsym文件一旦导入函式库和对应资源会自动配对
当我完成导入时我可以关闭对话现在我可以看到着色器的资源并进行调试
还有最后一个调试改善我想展示叫做“选择性着色器调试” 如果你的应用程序使用大型着色器你可能会发现启动着色器调试要花一段时间为改善此情况今年我们带来选择性着色器调试能帮助你限缩调试范围就能更快调试着色器我们来看类似大型着色器实际的状况
我想调试这个图形处理器自适应可伸缩纹理压缩技术解码器我知道如果我试着调试整个内核着色器调试器要花很长的时间启动我不想要等那么久所以换个作法我可以限缩调试范围到刚好decodeIntegerSequence 这个函式我可以按右键并选择调试函式这会打开“可调试函式”选单并显示已选取的函式范围可以看到调试器几乎立刻启动
选择性着色器调试是定位程序错误很棒的方式在大型着色器中快速做到这些是我今天想带你们看的 Metal工具全部的改善现在亚曼达会告诉你我们纹理压缩的进阶功能亚曼达？谢谢伊格我会带你们看过我们今年为纹理压缩带来的更新在开始之前我想简短讨论一下 Apple平台的纹理压缩基础概念纹理压缩以这为例是固定比率、破坏性数据压缩的纹理资料这主要是为了能线下压缩静态纹理数据像是印花或常态地图虽然你可以在执行期压缩动态纹理数据这不是我今天要讲的大部分纹理压缩通过把纹理分裂成块执行并压缩每块成一对颜色这对颜色定义本地调色盘包括其他从这些端点内插的颜色以及从这个调色盘选择的画素前指标每个格式有它的优势适合不同纹理资料 Apple图形处理器也支持无损帧缓冲压缩从A12装置起在优化带宽上表现良好看看去年的会话 “优化使用图形处理器计数器的 Metal应用程序与游戏” 来了解更多关于量测图形处理器在应用程序中使用的内存带宽另个选项是让纹理档案无损帧缓冲压缩在图形处理器的纹理压缩之上我在简报中会讲到这能让你压缩下载应用程序的大小在说明定义了纹理压缩后我来谈谈纹理压缩能为你的应用程序带来的好处纹理压缩是在开发应用程序中很重要的一个步骤总体而言大多游戏记忆足迹是由纹理组成使用纹理压缩能让你加载更多纹理进入内存并使用更多细节的纹理来创造视觉上惊艳的游戏压缩也让你减少应用程序的足迹大小及内存说明完基础概念后我要来讨论目前在Apple平台上的纹理压缩工具 iOS软件开发工具包现有的纹理工具有相似的简单管线纹理工具读取输入的图片需要的话产生mipmap 将纹理压缩一块接一块再将结果写入新的输出档案但当图形算法的复杂度提升时纹理会需要更进阶的处理而处理的核心就是在对的颜色空间进行作业在转化过程中最小化舍去和数值精度之间了解这以后我们设计了新的压缩工具叫做纹理转换器用来处理纹理运算复杂度上必要的提升提供你一批新选项我们来详细看看我们如何重新打造纹理运算管线在Apple平台上纹理运算管线已被彻底重建让你能使用全功能纹理运算管线搭配纹理转换器纹理转换器让你能达到一系列业界知名的压缩器来支持多种压缩格式并提供选项让你在压缩速度及图片质量间权衡你能指定要使用哪个压缩器或允许纹理转换器选择基于压缩格式、质量级别及其他选项现在每阶段都可全面由你配置而且纹理处理器能辨识伽玛为了与你的全数内容管道串接纹理转换器支持masOC和Windows 并优化支持Apple Silicon 我们来看看每个展开的管线阶段从伽玛开始伽玛校正是非线性作业编码和解码图片中的亮度纹理可以被编码在多个伽玛空间最佳选择是依据纹理代表的数据类型多数视觉数据像是印花或光线映射在编码是在非线性空间时表现最佳像是sRGB 非视觉数据像是普通地图应该要在线性空间中编码这个选择给你更高准确度在较暗的地方非视觉数据像是普通地图应该要在线性空间中编码压缩应在你的目标颜色空间执行并使用“gamma_in” 和“gamma_out”选项你可以输入一个浮值在线性伽玛空间也可以用“sRGB”字符串定义该颜色空间你也有使用这些选项的弹性来转换到不同的目标空间其他作业像是mipmap生成应在线性空间执行我现在来带你们看线性空间运作阶段
现在输入已被转换为线性伽玛空间线性空间作业已经执行在输入纹理转换至特定目标伽玛空间前这三个阶段为物理性转换 mipmap生成和阿尔法处理而部分有子阶段我会从物理性转换开始通过定义任何轴的极大值你可以缩小图片依你所需的最高级mipmap 在这阶段你也可以控制大小调整筛选和大小调整进位模式大小调整筛选选项使用不同算法帮助你减少mipmap的模糊处在维度大小下降时大小调整进位模式使用max_extent合取在调整图片大小时当超过max_extent时来源图大小被调整而原始图片部分则被保留这个特定进位模式会在寻找目标维度时使用如果你不确定要用大小调整筛选还是大小调整进位模式多数时候我们会默认运作良好的模式在这阶段的翻转选项让你能控制X、Y、Z轴的线性转换转换后是mipmap生成大多是使用在纹理运算用途 Mipmap是预先计算的图片序列随着序列进行分辨率会下降用在提升渲染速度与减少混叠各层级的高和宽比前个层级小两个力
当自制mipmap生成时定义你要的最大数值 mip会筛选使用纹理转换器预设使用Kaiser筛选器带有“box”和“triangle”的筛选选项
线性空间运算的最后一步是阿尔法处理
如果阿尔法覆盖有开启这要先套用使用特定阿尔法对照值阿尔法覆盖用覆盖面替换掉阿尔法合成在抗混淆时或半透明纹理被使用时能依序独立透明显示在渲染你的游戏的稠密绿色区块是特别实用的工具再来就能看到舍弃保留和预乘阿尔法频道的选项在预乘阿尔法你的图片的部分透明像素将用蒙版颜色预乘
在最后的线性空间运算阶段我们准备回到目标伽玛空间并压缩已运算的mip层级
纹理运算的最后一步是压缩压缩阶段可被分为两个子阶段频道映射和编码频道映射是一个技术用来优化一般用途的纹理压缩算法为特定数据型态
在纹理转换器指定一个频道制图是个选项假设你真的想使用它纹理转换器目前支持两种频道制图模式 RGBM编码和常态地图编码我要来详细说明这两个格式从RGBM编码开始 RGBM编码是压缩HDR数据变成LDR的技术通过在阿尔法频道储存乘数并使用这个乘数缩放RGB频道这是一张教室图片的HDR范例这是同一张教室图片将乘数储存至阿尔法频道在灰阶中可视我来告诉你如何计算乘数使用代码范例来编码RGBM RGBM编码简化的假代码函式我会说明让你了解编码RGBM的机制这个片段包括使用RGBM_Range 全新参数用来设定RGBM 和默认值到6.0的区间为了要计算RGBM的阿尔法值乘数首先我要决定输入纹理的红色、绿色和蓝色频道最大值这就完成了Metal的max3函式然后这个最大值被RGBM_Range除为了要计算编码后RGBM的红色、绿色和蓝色频道值首先先前计算的乘数是用RGBM_Range乘回来的这用来缩放存放在阿尔法频道的值再来输入的纹理除以最终乘数值要解码着色器的RGBM 你乘上范例的RGB 用阿尔法和固定因素如同我在编码函式中展示的我会说明解码RGBM代码片段来示范如何做到这个缩放因素要重新计算通过乘上RGBM阿尔法频道也就是乘数存放处用RGBM_Range 原始纹理的RGB 是用RGBM范例乘上去后算出来的用计算过后的乘数现在我介绍了RGBM编码我要说明常态地图编码在多数情况说到常态地图我们指的是物体空间常态地图当编码常态物体空间时我们知道每个常态是一个单位向量这个的好处是它能呈现在两轴第三轴便能轻易推算出执行期这让我们能重新映射两个频道极大化利用纹理压缩算法并达到较佳的压缩质量与将XYZ压缩成RGB相比你如何重新映射频道会根据压缩格式有所不同我会用一个用自适应可伸缩纹理压缩技术编码的常态范例说明用这张表引导使用自适应可伸缩纹理压缩技术编码时红色、绿色和蓝色频道被设为X组件而阿尔法频道被设为Y组件颜色对应到该频道 X和Y组件会被重分配回到常态编码范本那样纹理转换器为你控管编码重新映射通过自动重新映射你已选的格式只要你输入常态地图参数在着色器为常态地图采样时理解频道映射很重要当X组件从红色或阿尔法频道被读取时 Y组件会从阿尔法或绿色频道来取决于压缩格式回到自适应可伸缩纹理压缩技术范例要为纹理采样 X组件会从红色频道采样而Y组件会从阿尔法频道采样就是常态编码的相反如果你在编码多重格式达到在任何装置上的最佳质量这个映射就很了不起你需要应付执行期我用一个范例说明常态采样执行期使用Metal纹理swizzle 编码成多重格式可能导致需要多重着色器变量假如不同格式用在不同频道映射要避免如此 Metal让你应用自定义swizzle 到你的纹理 swizzle让你重新映射X和Y组件到红和绿频道让你的着色器能压缩成中性格式这是重新映射频道到红和绿的范例用自适应可伸缩纹理压缩技术压缩同我们先前看到的图表中在纹理描述符初始化后红色频道被设为 MTLTextureSwizzleRed 而绿色频道则设为 MTLTextureSwizzleAlpha
因为这是常态地图只有两个频道需要采样因为红色和绿色频道已经被分配到X和Y组件最初是被编码在红色和阿尔法频道蓝色和阿尔法频道就被设为零完成后最后一行要组成最后的swizzle 和重新映射的频道使用MTLTextureSwizzleChannelsMake X和Y频道在着色器采样后你就能重建构Z组件我来说明ReconstructNormal函式告诉你怎么使用
首先代码重新定向X和Y组件到正确范围以常态来说就是负一到一下一步是从一减掉 X和Y组件的内积以确保内积结果是对的饱和函式接着用来锁定这个结果在零到一之间最后一步要计算Z组件就是饱和函式的平方根的结果
现在已经解释了 RGBM和常态地图可用在频道映射的编码选项我来把纹理压缩管线解释完在最后的压缩子状态编码全部的纹理转换器命令行界面都需要特定的目标压缩格式使用compression_format自变量你也可以定义要使用哪个压缩器或让纹理转换器基于压缩格式和其他你选的设定选择你也可以选择压缩质量从这四个选项要留意在压缩速度和图片质量之间权衡你可能要选低一点的压缩质量在迭代游戏时但在建置发行版时使用最高质量讲完你能选择的纹理压缩格式
这是Apple平台支持的纹理压缩格式家族简介 iOS和Apple Silicon平台支持自适应可伸缩纹理压缩技术和PVRTC家族以及全数macOS平台支持BCn 我会详细说明这些格式家族让你在选择你最适合的格式时有些方向那我从BCn格式开始 BCn一组有七个格式都是用四乘四的像素块作业是用每像素四位元或八位元每种压缩格式都有它合适的数据格式 BC1和BC3大多用在 RGD和RGBA压缩 BC6适用在HDR图片而BC5 有独立双频道适合常态地图编码再来是自适应可伸缩纹理压缩技术在LDR、sRGB和HDR 色彩空间的RGBA格式家族自适应可伸缩纹理压缩技术家族格式在全尺寸都能达到最高质量也因此普遍比PVRTC更受推崇在每种格式每像素有特定位区间与质量相对
自适应可伸缩纹理压缩技术的每块字节大小固定不受格式影响即便纹素显示数量改变这能达到一致性在最高质量压缩但最低压缩率到四乘四块尺寸比对最低压缩质量但最高压缩率却有12乘12块尺寸 LDR、sRGB和HDR变体描述压缩后的自适应可伸缩纹理压缩技术纹素的色彩区间 LDR和sRGB都在零到一区间在线性或sRGB空间都是就算HDR变体非零到一区间的资料
最后 PVRTC格式能在 RGB和RGBA的二位元或四位元模式使用这个格式的数据块会占用八位所以在二位元模式每八乘四的像素就会有一块在四位元模式每四乘四的像素就有一块
我介绍了支持的格式家族后接着要推荐你如何为你的应用程序选择格式在iOS装置使用默认的自适应可伸缩纹理压缩技术是最佳选择包含额外的PVRTC压缩和装置压薄只要你支持A7或更早的图形处理器如果你有任何HDR纹理你可以利用A13或更新的图形处理器的自适应可伸缩纹理压缩技术HDR macOS全面支持BCn Apple Silicon Macs 可以选择使用自适应可伸缩纹理压缩技术如果你是锁定iOS装置你该考虑这个选项虽然Apple Silicon支持PVRTC 我们不推荐这个选项这仅为支持iOS遗产由于有很多其他格式在每个压缩格式家庭可以选择这个指南提供效率最高的应用程序纹理压缩格式能选择每个纹理及每个目标除非你全部的纹理都是RGB 或RGBA资料你应该基于你要压缩的数据类型来选择压缩格式像是选择能够让常态数据用两个独立频道压缩的格式在压缩成自适应可伸缩纹理压缩技术格式时你可能要选择格式的子集考虑分类纹理为需要最高质量的和可接受较高压缩率的现在我们回顾一下刚刚说的我们彻底翻新了纹理工具的纹理运算管线让你有管线每阶段的全面控制通过我们新的纹理转换器工具我已经说明这个新管线的每个阶段也探索全部你在每个阶段能使用的选项并介绍频道映射和纹理压缩格式家族在Apple平台上支持我们希望让操作越简单越好更新你的工作流程从使用纹理工具到纹理转换器因此我们新增了兼容性模式来帮助你转换命令行界面不论是用纹理工具的兼容性模式还是呼叫纹理转换器的原生选项用xcrun TextureConverter唤醒这是纹理转换器的示范命令行界面带有纹理工具选项的呼叫纹理转换器会转译这些选项至原生纹理转换器选项执行压缩再告诉你新的原生选项为何如此你就能轻松更新建置脚本
这是纹理转换器的介绍这是你能怎么取得纹理转换器是Xcode 13的一部分在种子一内可使用在Windows、纹理转换器在Metal Developer Tools for Windows 2.0封包中可以在developer.apple.com 种子一已开放使用留意在Windows 并没有支持压缩至PVRTC格式 PVRTC仅在macOS可使用为了支持iOS平台的精神另个关于 Metal Developer Tools for Windows的重要部分是Windows的Metal编译器 Windows的Metal编译器去年推出支持Metal阴影语言2.3版在这一年中多次更新仿照在Xcode推出的 Metal编译器的更新最新发布版是1.2版包括支持Metal阴影语言在Apple Silicon Mac 种子一的2.0版已经开放使用支持全部在Metal阴影语言2.4版的新功能
这边是今天讲到的总结伊格谈到支持更多Metal功能像是光线追踪和函式指标他介绍了全新的效能剖析工作流程像是图形处理器时间轴和连贯的图形处理器效能状态帮助你极大化使用图形处理器在全部Apple平台中他还展示了调试工作流程的改良处在你已熟悉的流程中支持更多着色器验证及精准抓取控制而我介绍了纹理转换器一个帮助你最佳运用纹理运算管线的工具以及全部我们在Apple平台支持的纹理压缩格式谢谢祝接下来的2021WWDC 开发者大会顺心 [音乐]

float4 EncodeRGBM(float3 in)
{ 
    float4 rgbm; 
    rgbm.a = max3(in.r, in.g, in.b) / RGBM_Range;
    rgbm.rgb = in / (rgbm.a * RGBM_Range);
    return rgbm;
}

28:41 - RGBM Decoding Pseudocode

float3 DecodeRGBM(float4 sample)
{ 
    const float RGBM_Range = 6.0f;
    float scale = sample.a * RGBM_Range;
    return sample.rgb * scale;
}

30:55 - MetalTextureSwizzles

// Remap the X and Y channels to red and green channels for normal maps 
compressed with ASTC.
 
MTLTextureDescriptor* descriptor = [[MTLTextureDescriptor alloc] init];

MTLTextureSwizzle r = MTLTextureSwizzleRed;
MTLTextureSwizzle g = MTLTextureSwizzleAlpha;
MTLTextureSwizzle b = MTLTextureSwizzleZero;
MTLTextureSwizzle a = MTLTextureSwizzleZero;

descriptor.swizzle = MTLTextureSwizzleChannelsMake( r, g, b, a );

31:55 - ReconstructNormal

// Reconstruct z-axis from normal sample in shader code.

float3 ReconstructNormal(float2 sample)
{
    float3 normal;

    normal.xy = sample.xy * 2.0f - 1.0f;
    normal.z  = sqrt( saturate( 1.0f - dot( normal.xy, normal.xy ) ) );

    return normal;
}

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