Metal by Tutorials（金属教程）

引言

《Metal by Tutorials》（2020年，512页）由Raywenderlich团队编写，是Apple低级图形API的最佳实践指南之一。本书专为Swift开发者编写，循序渐进地引导读者从渲染基础到创建完整的3D场景，并涉及计算着色器的使用。与枯燥的文档不同，本书提供了分步项目，可直接在真实设备或模拟器上运行。

本书内容

本书涵盖了Metal的整个技术栈：设备和命令队列的配置、顶点缓冲区的创建、使用MSL（Metal着色语言）编写顶点和片段着色器、纹理、光照、阴影及后期特效的处理。特别关注现代技术：PBR（基于物理的渲染）、渲染到纹理、实例化以及GPU上的并行计算。每一章都是一个完整的项目，可供读者修改。

适合读者

本书面向iOS/macOS开发者，要求已熟悉Swift和Xcode，但无需计算机图形学经验。无论是希望了解游戏和图形应用工作原理的初学者，还是从OpenGL/WebGL转向原生Metal的经验丰富的程序员，都会从中受益。阅读本书只需具备基本的OOP和线性代数（向量、矩阵）知识——所有必要的数学概念都会在书中逐步解释。

读者将学到什么

• Metal基础：创建设备、命令队列、帧缓冲区，渲染第一个三角形。
• MSL着色器：编写顶点和片段函数，传递uniform数据。
• 纹理和采样器：加载图像、过滤、MIP贴图。
• 光照：Phong模型、Blinn-Phong模型、基于物理的渲染（PBR）。
• 阴影：阴影映射（shadow mapping）、级联阴影映射。
• 后期处理：模糊、HDR、色调映射。
• 计算着色器：GPU上的并行计算、粒子模拟。
• 性能优化：实例化、共享数据缓冲区、Xcode性能分析。

优点

第一个优点是实践性强。每个概念都有可复制运行的代码支持。第二个是时效性：本书出版于2020年，涵盖Metal 2，兼容iOS 13+和macOS 10.15+。第三个是结构清晰：章节按难度递增排列，末尾还包含常见错误和调试技巧。最后，本书语言生动，不过分正式，易于理解。

推荐对象

我向所有希望专业掌握Metal以创建游戏、可视化、AR应用，或只是想了解Apple设备上现代GPU工作原理的人推荐本书。它也对计算机图形学课程的教师有用——可作为现成的实验作业来源。唯一的限制是：本书不涉及与游戏引擎（Unity、Unreal）的集成，而是专注于纯Metal开发。