Metal Camera开发3:实现GPUImage链式叠加滤镜

基于Metal Camera开发2:手势划动切换滤镜传递多个纹理到Compute Shader的实现思路,本文档描述Metal Compute Shader实现GPUImage多级滤镜叠加效果(多通滤波)的基本编程步骤。

文档结构:

  1. Metal Compute Shader多级滤镜叠加效果(多通滤波)的基本编程步骤介绍
  2. 创建中间纹理
  3. 讨论:Xcode调试Metal的缺点
Metal 多个滤镜叠加效果示意

1. Metal Compute Shader多级滤镜叠加效果(多通滤波)的基本编程步骤介绍

根据自己的实践,简要总结Metal Compute Shader多级滤镜叠加效果(多通滤波)的基本编程步骤如下:

  1. 创建存储滤镜处理中间结果的纹理
  2. 一次滤镜(滤波)对应一个管线状态(ComputePipelineState)、缓冲区(CommandBuffer)与编码器(ComputeCommandEncoder)。
  3. 前一级滤镜的输出 = 后一级滤镜的输入,最后输出到屏幕或编码写到MP4等文件

参考代码:

guard let commandBuffer_gamma = commandQueue?.makeCommandBuffer() else {
    return
}
commandBuffer_gamma.label = "gamma correction"
let encoder_gamma = commandBuffer_gamma.makeComputeCommandEncoder()
encoder_gamma.label = "gamma correction"
encoder_gamma.setComputePipelineState(gammaFilter!)
encoder_gamma.setTexture(outputTexture, at: 0)
encoder_gamma.setTexture(outputTexture2, at: 1)
encoder_gamma.dispatchThreadgroups(threadgroups, threadsPerThreadgroup: threads)
encoder_gamma.endEncoding()
commandBuffer_gamma.commit()
commandBuffer_gamma.waitUntilCompleted()

guard let commandBuffer_passThrough = commandQueue?.makeCommandBuffer() else {
    return
}
commandBuffer_passThrough.label = "pass through"
let encoder_passThrough = commandBuffer_passThrough.makeComputeCommandEncoder()
encoder_passThrough.label = "pass through"
encoder_passThrough.setComputePipelineState(passThroughFilter!)
encoder_passThrough.setTexture(outputTexture2, at: 0)
encoder_passThrough.setTexture(drawable.texture, at: 1)
encoder_passThrough.dispatchThreadgroups(threadgroups, threadsPerThreadgroup: threads)
encoder_passThrough.endEncoding()
commandBuffer_passThrough.present(drawable)
commandBuffer_passThrough.commit()
commandBuffer_passThrough.waitUntilCompleted()

处理1080p图像的消耗如下图所示。

CommandBuffer与CommendEncoder一一对应的消耗

上述为基本实现。由于创建CommandBuffer也会消耗较多CPU时间,为了提高性能,可以创建一个CommandBuffer、多个CommandEncoder,即每次滤波对应一个CommandEncoder及其ComputePipelineState。

单CommandBuffer多CommendEncoder的消耗

单CommandBuffer多CommendEncoder的GPU执行栈也非常直观。


单CommandBuffer多CommendEncoder的GPU执行栈也非常直观

2. 创建中间纹理

MTLTextureDescriptor类描述了创建纹理的相关信息,设置纹理颜色格式、宽度等信息后,调用MTLDevice. makeTexture即可创建一个空白内容的纹理。参考代码如下。

let textureDescriptor = MTLTextureDescriptor.texture2DDescriptor(pixelFormat: self.colorPixelFormat, width: 1080, height: 1920, mipmapped: false)
outputTexture = device?.makeTexture(descriptor: textureDescriptor)

3. 讨论:Xcode 8.3.2调试Metal的缺点

在调试Compute Shader及Vertex与Fragment Shader配合使用的两种场景,我发现摄像头上传的BGRA纹理始终无法预览,而Xcode调试OpenGL ES却是可以正常看到摄像头上传的纹理数据,相比之下,不得不说这是个缺点。不设置CommandBuffer和CommandEncoder的label时,Metal的命令队列阅读略为困难,如图1所示。

图1 Metal命令队列

设置CommandBuffer和CommandEncoder的label后,比OpenGL ES的命令队列更清晰,如图2所示。

图2 用label提高阅读性

同时,CommandBuffer和CommandEncoder的label也反应在Metal System Trace,非常方便定位性能瓶颈,如图3所示。

图3 label方便Metal System Trace定位问题

默认情况下,没label时Metal System Trace也难以阅读,如图4所示。

图4 无label时Metal System Trace图表难以阅读
图5 无法预览Metal的纹理
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 206,214评论 6 481
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 88,307评论 2 382
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 152,543评论 0 341
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 55,221评论 1 279
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 64,224评论 5 371
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,007评论 1 284
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,313评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,956评论 0 259
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,441评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,925评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,018评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,685评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,234评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,240评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,464评论 1 261
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,467评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,762评论 2 345

推荐阅读更多精彩内容