前言
Metal Petal是一个基于Metal的图像处理框架，旨在通过易于使用的编程界面为静态图像和视频提供实时处理。
核心组件
MetalPetal 的一些核心概念与 Apple Core Image 框架中的概念非常相似。
- MTIContext，对比CIContext
提供渲染MTIImage的评估上下文。它还存储了大量缓存和状态信息，因此尽可能重用上下文更高效。
- MTIImage，对比CIImage
MTIImage对象是要处理或生成的图像的表示。它确实直接表示图像位图数据，相反，它拥有生成图像或更准确地说是aMTLTexture所需的所有信息。它由两部分组成，一个是如何生成纹理的配方（MTIImagePromise）和其他信息，例如上下文如何缓存图像（cachePolicy），以及如何采样纹理（samplerDescriptor）。
- MTIFilter，对比CIFilter
MTIFilter表示图像处理效果和控制该效果的任何参数。它产生一个MTIImage对象作为输出。要使用过滤器，您可以创建一个过滤器对象，设置其输入图像和参数，然后访问其输出图像。通常，过滤器类拥有静态内核（MTIKernel），当您访问其outputImage属性时，它会要求具有输入图像和参数的内核生成输出MTIImage。
- MTIKernel
MTIKernel表示图像处理例程。MTIKernel负责为过滤器创建相应的渲染或计算管道状态，以及为aMTIImage构建MTIImagePromise。
优化
MetalPetal做了很多优化，它会自动缓存函数、内核状态、采样器状态等。
它利用可编程混合、无内存渲染目标、资源堆和金属性能着色器等金属功能来实现快速高效的渲染。在macOS上，MetalPetal还可以利用苹果芯片的TBDR架构。
在渲染之前，MetalPetal可以查看您的图像渲染图，并计算出进行渲染所需的最小中间纹理数量，从而节省内存、能量和时间。
如果可以串联多个“食谱”，以消除冗余的渲染传递，它也可以重新组织图像渲染图。（MTIContext.isRenderGraphOptimizationEnabled）
并发性考虑因素
MTIImage对象是不可变的，这意味着它们可以在线程之间安全地共享。
然而，MTIFilter对象是可变的，因此无法在线程之间安全共享。
MTIContext包含许多状态和缓存。MTIContext对象有一个线程安全机制，使得在线程之间共享MTIContext对象是安全的。
比 Core Image 的优势
不同：
Core Image可以使用GPU或者CPU渲染。
MetalPetal主要专注于使用GPU进行渲染。
优势：
- 完全可定制的顶点和片段函数。
- MRT（多个渲染目标）支持。
- 一般来说，性能更好。（需要详细的基准数据）
内置过滤器
Color Matrix - 颜色矩阵
Color Lookup - 颜色查找
Uses an color lookup table to remap the colors in an image.
使用颜色查找表重新映射图像中的颜色。
Opacity - 不透明度
Exposure - 曝光
Saturation - 饱和
Brightness - 亮度
Contrast - 对比
Color Invert - 颜色反转
Vibrance - 活力
Adjusts the saturation of an image while keeping pleasing skin tones.调整图像的饱和度，同时保持令人愉悦的肤色。
RGB Tone Curve - RGB音调曲线
Blend Modes - 混合模式
- Normal - 标准
- Multiply - 相乘
- Overlay - 覆盖
- Screen - 拍摄
- Hard Light - 硬光
- Soft Light - 柔和的光线
- Darken - 变暗
- Lighten - 减轻
- Color Dodge - 彩色道奇
- Add (Linear Dodge) - 添加（线性道奇）
- Color Burn - 颜色燃烧
- Linear Burn - 线性燃烧
- Lighter Color - 较浅的颜色
- Darker Color - 深色
- Vivid Light - 生动的光
- Linear Light - 线性光
- Pin Light - 针灯
- Hard Mix - 硬混合
- Difference - 区别
- Exclusion - 排斥
- Subtract - 减去
- Divide - 分裂
- Hue - 顺化
- Saturation - 饱和
- Color - 颜色
- Luminosity - 亮度
- ColorLookup512x512 - 颜色查找512x512
- Custom Blend Mode - 自定义混合模式
Blend with Mask - 与遮罩混合
Transform - 转变
Crop - 裁剪
Pixellate - 像素
Multilayer Composite - 多层复合材料
MPS Convolution - MPS卷积
MPS Gaussian Blur - MPS高斯模糊
MPS Definition - MPS定义
MPS Sobel - MPS Sobel
MPS Unsharp Mask - MPS不明显的遮罩
MPS Box Blur - MPS盒子模糊
High Pass Skin Smoothing - 高通皮肤平滑
CLAHE (Contrast-Limited Adaptive Histogram Equalization) - CLAHE（对比度限制自适应直方图均衡）
Lens Blur (Hexagonal Bokeh Blur) - 镜头模糊（六角形散景模糊）
Surface Blur - 表面模糊
Bulge Distortion - 隆起失真
Chroma Key Blend - 色度键混合
Color Halftone - 颜色半色调
Dot Screen - 点屏
Round Corner (Circular/Continuous Curve) - 圆角（圆形/连续曲线）
All Core Image Filters - 所有Core Image滤镜，配合
MTICoreImageUnaryFilter使用
最佳实践
- 尽可能重复使用
MTIContext。
上下文是重量级对象，因此，如果您确实创建了对象，请尽早创建，并在每次需要渲染图像时重用它。
- 明智地使用
MTIImage.cachePolicy。
当您不想保留图像的渲染结果时，请使用MTIImageCachePolicyTransient，例如当图像只是过滤器链中的中间结果时，因此渲染结果的底层纹理可以重复使用。这是内存效率最高的选项。但是，当您要求上下文渲染之前渲染的图像时，它可能会重新渲染该图像，因为它的基础纹理已被重用。
默认情况下，过滤器的输出映像具有transient策略。
当您想防止底层纹理被重复使用时，请使用MTIImageCachePolicyPersistent。
默认情况下，从外部来源创建的图像具有persistent策略。
- 了解
MTIFilter.outputImage是一个计算属性。
每次您要求过滤器输入其输出图像时，即使输入与上次调用相同，过滤器也可能为您提供新的输出图像对象。因此，尽可能重复使用输出图像。
例如，
// ╭→ filterB
// filterA ─┤
// ╰→ filterC
//
// filterB and filterC use filterA's output as their input.
在这种情况下，以下解决方案：
let filterOutputImage = filterA.outputImage
filterB.inputImage = filterOutputImage
filterC.inputImage = filterOutputImage
比以下更好：
filterB.inputImage = filterA.outputImage
filterC.inputImage = filterA.outputImage
