MetalKit 视图 MTKView 显示模糊笔划并推断其指定 path/size

Question

我正在尝试使用 MetalKit 绘制正方形。每个正方形都有一个原点和一个大小，像这样：

Origin:

▿ (204.5746214852199, 62.83450704225352)
  - x : 204.5746214852199
  - y : 62.83450704225352

Size:

▿ (1.4612472963229992, 1.4612676056338028)
  - width : 1.4612472963229992
  - height : 1.4612676056338028

问题是，当 MetalKit 绘制这些时，每个正方形都以不同的奇怪方式绘制，超出了正方形应有的预期面积和形状（见下图）- 是的，每个红色簇应代表一个与下面那些灰色方块大小相同的单个 1x1 正方形。此外，它的边界也很模糊（这是一张放大的图像）。我正在使用这个采样器：

constexpr sampler textureSampler(mag_filter::nearest,
                                 min_filter::nearest);

在上图中，灰度方块是每个红色方块应该适合的（它们的边界和确切位置）。

知道如何实现吗？ MetalKit 会不会在这个过程中失去小数精度？我怎样才能让方块的边缘变得尖锐？

这是我的顶点函数和位置结构：https://github.com/s1ddok/MetalCoreGraphics/blob/d32c680a156548e20e9e9deb06e14cc260bcdea1/MetalCoreGraphics/Shaders.metal#L12-L30

任何线索在这里都会非常有帮助！点赞！

Answer 1

根据 Metal Shader Language Specification Metal 将 Vertex 的位置值存储在 single-precision floating-point format.

中

Type	Description
float	A 32-bit floating-point. The float data type must conform to the IEEE 754 single precision storage format.

这适用于可以精确表示的小值，但由于 floating-point 舍入误差，精度会随着值的增加而降低。因此，远离原点渲染的 Actor 定位不准确（它们稍微错位）。

Answer 2

我建议你通过https://developer.apple.com/documentation/metal/developing_and_debugging_metal_shaders调试看起来不正确的片段您将能够检查对每个输出片段进行了哪些计算，以及它是否是意外的。

Answer 3

我终于想通了。这是几件事的结合。

小方块（此处称为像素）超出了预期范围，因为它们正在抗锯齿。由于我使用 CGContext 桥接 CPU 和 GPU 内存 (strategy taken from here)，因此我必须添加以下代码（两行！）：

context.setShouldAntialias(false)
context.setAllowsAntialiasing(false)

放大时像素模糊是因为 CALayer 放大过滤器，而不是 Metal 的。解决方案非常简单：

layer.magnificationFilter = .nearest // Disables pixel interpolation when zooming in

最后但同样重要的是，像素坐标（和大小）与底层 pixel-perfect chess-looking 板不匹配，因为我绘制的像素实际上是 CGRects（context.addRects())，那些 CGRects 有一个 too-precise width/height，通常小于 1.00（即使在原始问题中不是这种情况，它有浮点数，这并不是一个真正的绘制单个像素时的事情 - 没有半个像素这样的东西）。所以解决这个问题的方法是使用具有所需像素的确切数量的 canvas，并让我绘制的所有 CGRects 具有 1x1pt 大小。这样它不仅性能更高（因为不会一直进行浮点计算），而且它始终是像素完美的。

查看下面的最终结果（此视图使用 UIScrollView 放大了 150 倍）：

希望这对外面的人有帮助！感谢大家的贡献！

MetalKit 视图 MTKView 显示模糊笔划并推断其指定 path/size

MetalKit view MTKView showing blurry stroke and extrapolating their designated path/size

textures

ios

metal

metalkit