objective-c - 解释 Metal 和 SIMD 中的不同类型

Question

在使用 Metal 时，我发现类型的数量令人眼花缭乱，而且我并不总是清楚应该在哪种情况下使用哪种类型。

在 Apple 的 Metal Shading Language Specification 中，有一个非常清晰的表格，说明 Metal 着色器文件中支持哪些类型。但是，有大量可用的示例代码似乎使用了 SIMD 中的其他类型。在 macOS（Objective-C）方面，Metal 类型不可用，但 SIMD 类型可用，我不确定应该使用哪些。

例如：

在 Metal Spec 中，float2它被描述为代表两个浮动组件的“矢量”数据类型。

在应用程序方面，以下所有内容似乎都以某种身份被使用或表示：

• float2，typedef ::simd_float2 float2在vector_types.h中

  注意：“在 C 或 Objective-C 中，此类型可用作 simd_float2。”

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• vector_float2，即typedef simd_float2 vector_float2

  注意：“此类型已弃用；您应该改用 simd_float2 或 simd::float2”

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• simd_float2，即typedef __attribute__((__ext_vector_type__(2))) float simd_float2

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• ::simd_float2和simd::float2？

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矩阵类型也存在类似情况：

• matrix_float4x4, simd_float4x4,::simd_float4x4和float4x4,

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有人可以解释一下为什么有这么多看似重叠功能的 typedef 吗？如果您今天（2018 年）在 Objective-C / Objective-C++ 中编写一个新应用程序，您应该使用哪种类型来表示两个浮点值（x/y）以及可以在应用程序代码和 Metal 之间共享的矩阵变换的类型?

标签： objective-cmacoscocoasimdmetal

Answer 1

带有vector_和matrix_前缀的类型已被弃用，取而代之的是带有simd_前缀的类型，因此一般指导（float4用作示例）将是：

• 在 C 代码中，使用simd_float4类型。（除非您提供自己的前缀，否则您必须包含前缀typedef，因为 C 没有名称空间。）
• 与 Objective-C 相同。
• 在 C++ 代码中，使用simd::float4类型，您可以将其缩短float4为using namespace simd;.
• 与 Objective-C++ 相同。
• 在 Metal 代码中，使用float4类型，因为float4它是 Metal Shading Language [1] 中的基本类型。
• 在 Swift 代码中，使用float4类型，因为simd_类型被别名为更短的名称。
• 更新：在 Swift 5 中，float4相关类型已被弃用，取而代之的是SIMD4<Float>相关类型。

这些类型在本质上都是等效的，并且都具有相同的大小和对齐特性，因此您可以跨语言使用它们。那其实就是simd框架的设计目标之一。

既然你没有问，我会把关于打包类型的讨论留到另一天。

[1] Metal 是一个不寻常的情况，因为它float4在全局命名空间中定义，然后将其导入metal命名空间，该命名空间也作为simd命名空间导出。它还别名float4为vector_float4. 因此，您可以为此向量类型使用上述任何名称（除了simd_float4）。更喜欢float4.