Metal

MacのGraphics API

iOSとMacOSの両方で動く

AIに聞いた質問メモ

Metalにおける主要な用語についてわかりやすく説明します。

MTLCommandQueue（コマンドキュー）

GPUに送る処理コマンドを順番に管理・蓄積するキューです。アプリがMetalを使う際、まずこのキューを作成し、すべての描画コマンドはこのキューを通じてGPUに送られます。

MTLCommandBuffer（コマンドバッファ）

コマンドキューから生成される、1セットのGPUへの命令の集まりです。描画や計算などの指示を書き込み、実行単位としてGPUに送られます。1フレーム単位で作成されることが多いです。

MTLRenderPassDescriptor（レンダーパス記述子）

レンダリングのターゲット（描画先、色バッファや深度バッファ）の情報や、クリア（消去）動作などの設定をまとめた構造体です。これを使ってレンダリングの範囲と動作を指定します。

MTLRenderCommandEncoder（レンダーコマンドエンコーダ）

MTLCommandBufferから作成され、レンダリングの具体的なコマンド（頂点設定、描画指示など）をGPUに「エンコード（記録）」します。設定をまとめたパイプラインステートをセットし、頂点やテクスチャなどのリソースを渡して描画命令を入れるパイプです。

MTLRenderPipelineState（レンダーパイプラインステート）

GPUで使う描画パイプラインの設定情報の集まりで、頂点シェーダーやフラグメントシェーダー、レンダーターゲットのフォーマットなどを含みます。これをセットすることでGPUの描画動作が決まります。重い処理であるため使い回します。

描画の流れは、まずコマンドキューからコマンドバッファを作成し、レンダーパス記述子で描画ターゲットを指定しMTLRenderCommandEncoderを生成します。そこにパイプラインステートをセットし、頂点データやテクスチャをセット、drawPrimitives命令などで描画を指示し、endEncodingでエンコードを終わりにします。最後にコマンドバッファをGPUに送信して描画処理を実行します。この構造により、Metalは効率的にGPUへ描画処理を渡し高速に動作します。要点としては「コマンドをまとめて記録し、GPUに送るパイプラインを組み立てる」仕組みです