GDC2018で、DirectX Raytracing (DXR)が発表されました。 SDKのサンプルをざっと読んだんだけど、レイのごとく(伝われ)前処理が普通にポリゴン出すときと同じくらい長い。
FallbackLayerのルートだけをざっと読んだ。 さっと入れてみた感じわしの持ってるカードはFallbackLayerだけサポート。
本家のマニュアルは「D3D12 Raytracing Functional Spec.docx」
[環境]
Win10-64bit, i7-860-2.80GHz, 16MByteMem, GTX950Ti
Driver Ver : 388.13
[C++側] ※DirectX12で必須なところは書いて無いっす。
・D3D12CreateRaytracingFallbackDeviceでデバイス作る
・ID3D12RaytracingFallbackCommandListを作る
・ID3D12RaytracingFallbackStateObjectを作る。レイトレ用のStatePipeline。
この時、RasterizerのShaderと同じで後述するヒット処理、ミス処理、レイを作る処理などコンパイル済みのShaderCodeから全部のエントリポイントを指定する。
・UAVとしてレンダリング対象を設定する
・頂点リソースを作る。
・作った頂点リソース周りをID3D12RaytracingFallbackCommandList::BuildRaytracingAccelerationStructureでTraceRayで幾何情報参照するオブジェクト「RaytracingAccelerationStructure」用に作る
・レイトレシェーダーに渡す、Shadertables(実態はID3D12Resource)をhit, miss, generateray時につかうものを全部作る
・D3D12_FALLBACK_DISPATCH_RAYS_DESCにShadertables設定してDispatchRaysをコール(ID3D12RaytracingFallbackStateObjectも指定)
・UAV -> RenderTargetにコピー
・終わり
[Shader側] レイがヒットした時のふるまいを決めるためのものをひたすら書くことになりそうです。
ヒット判定もろもろ、シェーダーと合わせて参考になりそうなのは「D3D12 Raytracing Functional Spec.docx : TraceRay() control flow」
に記載されています。
Triangleだった場合は固定機能のレイトレ処理が走るようです。それ以外だったら自分でIntersection処理書かないとダメっぽい。
・[shader("raygeneration")] : レイ作る処理
・[shader("closesthit")] : レイがヒットした場合のヒット処理
・[shader("miss")] : レイがヒットしなかった場合のミス処理
無いと思うけどtriangleだった場合で、レイを進行方向まっすぐじゃなくてゆがんだエフェクト作りたい場合は自分で判定書けって意味かな。
サンプルではIntersection側が無いのでまだ。よくわからない。
手を動かすか。
ダウンロードはこちら ⇒ DirectX12_06_MINI.zip
結局いくつかきれいに書いたけど、あらゆる制御クラスを書かないといけなくなりそうだったので、 とにかく素朴に作ってあとは上から制御するようにしましょうという魂胆で雑に小さく書く。サンプルではとりあえずMRTしています。
世話してくれていたところをいい加減にやろうとするとReflectionとかつかって頑張ればできそうな気がするし、 調べるとすでにDirectX12の自前のDSLつきコンパイラ書いている人も多かったのですがなんかでかかったので、 手軽に使えるのが欲しかったので落としどころはここ。
あとはComputeShaderとBundle周りやったら大体やりたいことはできている認識。
とにかく最初にDescripterHeap確保したらGPU, GPU側のhandleを最初に取ってしまうのがごちゃごちゃしなくていいかなと思った。 後はRootDescripterTableの定義をHLSLにかけるならもう有効活用してテーブルのことあまり考えなくてもいいようにする。 とにかく面倒…。理解した後だとあとは割とどうとでもなるけど、興味があるのはDirectX12として特別な機能なので 今後はそこを中心に遊んでみる予定。
ダウンロードはこちら ⇒ DirectX12_00_RS.zip
初期化周りはマイクロソフト公式が一番よく紹介されてて親切です。
そして、一番面食らうのがRootSignatureだったのですが解説はほかのサイトに譲ります。
構造体のD3D12_ROOT_PARAMETERなりに定義してD3D12SerializeRootSignatureしてCreateRootSignatureするサンプルが多いですが 実は定義をHLSLに書くことができてID3DBlobから取り出すことができて、Pipeline作るときに使えるようです。参考は以下。
[DX12] HLSLにRoot Signatureを定義する
公式にもあります。
Specifying Root Signatures in HLSL
ピロピロっとラフを以下のように書く。
void CompileShaderFromFile(D3DShaderVector &vdest, const char *filename, const char *entryname, const char *profile, UINT flags, ID3DBlob **blobsig = 0)
{
ID3DBlob *blob = NULL;
ID3DBlob *blobError = NULL;
if (!filename) {
printf("%s : Invalid Filename\n", __FUNCTION__);
return;
}
std::string fstr = filename;
std::vector fname;
for (int i = 0 ; i < fstr.length(); i++) {
fname.push_back(filename[i]);
}
fname.push_back(0);
D3DCompileFromFile(&fname[0], NULL, D3D_COMPILE_STANDARD_FILE_INCLUDE, entryname, profile, flags, 0, &blob, &blobError);
if (blob) {
vdest.resize(blob->GetBufferSize());
memcpy(&vdest[0], blob->GetBufferPointer(), vdest.size());
} else {
printf("\n===============================================\nCOMPILE ERROR\n");
if (blobError) {
printf("%s\n", blobError->GetBufferPointer());
}
printf("\n===============================================\n\n");
}
//https://glhub.blogspot.jp/2016/08/dx12-hlslroot-signature.html
if (blob && blobsig) {
if (S_OK == D3DGetBlobPart(blob->GetBufferPointer(), blob->GetBufferSize(), D3D_BLOB_ROOT_SIGNATURE, 0, blobsig))
{
}
}
RELEASE(blob);
}
D3D_BLOB_ROOT_SIGNATUREで取り出せる。公式のサンプルは参考サイトにある通り、全部盛りで分かりづらいのですが書いてみると便利。
コンパイル済みなどを考慮するとこれ使えばOKじゃんとかという感じではないし、D3DReflect+α使って丁寧にレイアウトを決めるのもアリですが、 1つ増やすときにアプリ側で1つ増やして、HLSL側で共通で用意しているRootSignatureの定義を書き換えておしまい程度なら、 小規模にやる場合は別にいいんでないという感じなので便利。
ただ、まだ過渡期だし廃止されたりしてとか思うとまあ銀の弾丸ではないなとは思う。 もうこの辺はやりたいことのレベルに応じて好きにすればいい気がする。
サンプルはInstanceID使ってべたに四角形をそこそこ大量に出しています。FYI。 こっそりMRTにも対応しています。
Vulkanでも大体使いまわしが効くだろうという魂胆。
ほんとかな。
下手に重厚長大な気がするのでもっと手を抜いて書きたい(ごっつい設計にしている人はすでにしている)
ドライバやらが安定し始めて(?)ぼちぼちWin10が使われ始めたので、DirectX12を使ってもいいんじゃね？ という間合いになったので手を動かし始め(先人に感謝)
まず、DirectX7〜8になったときみたいな衝撃的な感じの変更はないです。整理整頓すれば具合よろしく「普段通りには」
扱えます。
まず資料をあさります(素直に調べる)
Direct3D 12 特集
NVIDIA Advanced Rendering with DirectX 12
Microsoft DirectX 12 and Graphics Education
DirectX-Graphics-Samples
もんしょの巣穴 DirectX12事始め その2
PROJECT ASURA [Direct3D 12] 『Direct3D 12 入門』
i-saint/D3D12Raymarcher
GameTechDev
NVIDIA DX12 Do's And Don'ts
GDC2017に関する報告 by Fadis : いちどくのかちあり
随時追加したいところですが2015年あたりでDirectX12の試食版が使えるようになって実験しつつ調子を見ているような感じみたいでした。 このころ、私も確かに適当にDirectX12のSDKを入れてサンプルだけ動かした記憶があります。 Fenceなくてもうまいこと同期とればうまく動作するだとか割とあほなことやってた気がする。
いろいろAPI周りの改定があって、2015年ころに動作していたものの一部が動かなくなってたりすることに注意してみていきます。
調べていてとくに目を引くのがNVIDIA DX12 Do's And Don'ts
日本語訳するとやれ！やるな！みたいな感じで、ご法度であることが記載されてるので便利。 一応指針になるべく従うようにした方がいいみたいですが、最適化の話でカリカリにしたい場合の話題。 初期設計の指針にはよさそうだけどとりあえず手を動かす信条なのでダメってところだけつまみ食いする程度
やりたいことの規模によりますが、レンダラ側の設計はたいてい開発者で共通の中間命令群を優先度つけたりしてコマンド化して、それをGPU側のAPIに変換して
投げたりするのが定番のようです。
GPU駆動レンダリングへの取り組み
この辺みんな同じこと考えてて、私もレンダラと言わず数を書いたことがなかったので一度再考しました。
そして矢先にGDC2017に関する報告が出てきたのでそれに譲ります。
最終的にはGPU1つで動かす場合シーケンシャルにコマンドを送ることになってまあ音頭を取るのがいないと駄目なんだなという印象。 並列化できる場所、できない場所について枯れたらマトリクスでもきるか推測してもらうような層が必要なのかな。
なんとなく予想していましたがタダDirectX12に乗り換えたから性能上がりましたってのはあるにはあるけどネットを探し回る感じだと緻密なプロファイルの記事が見当たらないです。 リファクタ兼ねて乗り換えたらこれまで無駄だった場所がたまたま乗り換えでうまいこと無くなって性能出ましたってことなのか、全くよくわからん感じ。
ということでゴタクはいいから適当に手を動かしていきます(いいのかな)