【第1部】シンプルバージョン編

１１０１．シンプルな三角形の描画（１）

サンプルの実行

　BaseDx12にはシンプルバージョンとフルバージョンという2つのバージョンがあります。
　前者はDx12の機能を実装するためのサポート的な内容となります。ですので物理エンジンや補間処理などの機能は持ってません。（簡単な衝突判定は持っています）。
　後者はDx12の知識はなくてもC++の知識があれば、コンテンツをある程度実装できると思います。こちらには物理エンジン、補間処理、ユーティリティ的な行動などが実装されます。また、モデルの描画やモデルのアニメーションなども、比較的簡単に実装できます。
　【第1部】シンプルバージョン編では、前者の解説です。フルバージョンを試してみたい方は【第2部】フルバージョン編を参照してください。
　SimpleSample101というディレクトリ内のBaseDx12.slnをVS2019で開いてください。
　リビルドして実行すると、以下の画面が出てきます。

図1101a

シンプルバージョンについて

　このサンプルの説明を始める前に、BaseDx12フレームワークのシンプルバージョンについて少し説明します。
　もしよければ、本家、マイクロソフト社のサンプル、DirectX-Graphics-Samplesをダウンロードし（GitHub公開されています。検索ですぐに見つかります）、その中のD3D12HelloWorld内のHelloTriangleと比較しながら見ていただくと良いと思います。
　Dx12でGPUにレンダリングするには、様々な設定が必要です。
　主なものを以下にあげます。

＊Dx12デバイス
＊コマンドキュー
＊スワップチェーン
＊デスクプリタヒープ
＊レンダーターゲットビュー
＊コマンドアロケーター
＊ルートシグネチャー
＊コマンドリスト
＊パイプラインステート
＊シェーダ（最低限、頂点とピクセル）
＊メッシュ
＊テクスチャ（必要に応じて）とシェーダリソースビュー
＊サンプラー（必要に応じて）

　これらのオブジェクト（リソース）を、初期化し、レンダリング時にそれぞれを組み合わせながら、GPUのパイプラインに描画命令（コマンド）を発行します。
　HelloTriangleのソースを見るとわかりますが、たった一つの三角形を描画するだけなのに、実に多くの準備や命令が必要なのがわかります。
　BaseDx12シンプルバージョンでは、プログラマの自由度を最大限守りながら、どうしたら効率よく、リソースの作成やコマンド発行できるか、を考えて作成したつもりです。

ライブラリを見る

　まず最初にソリューション内にあるLibsというフィルタを見てください。
　閉じている場合はクリックすると、以下の様な内容になっています。

図1101b

　シンプルとはいえ、結構な量のファイル構成になっています。
　それぞれ、意味があって記述しているので、皆重要は重要なのですが、リソース構築時はBaseDevice.h/cppとBasePipeline.h/cppが重要な役割をはたします。

ウインドウの作成とメッセージループ

　まず、ライブラリ側ではなくBaseDx12プロジェクト内にある、WinMain.cppを見てください。
　ここでは、ウインドウを作成して、メッセージループを起動します。その際、シーンというオブジェクトを作成します。その記述が、MainLoop()関数内にあります。以下が実体です。
　Dx12にかかわる部分は、赤くなっています。

int MainLoop(HINSTANCE hInstance, HWND hWnd, int nCmdShow, int iClientWidth, int iClientHeight) {
    //終了コード
    int retCode = 0;
    //ウインドウ情報。メッセージボックス表示チェックに使用
    WINDOWINFO winInfo;
    ZeroMemory(&winInfo, sizeof(winInfo));
    //例外処理開始
    try {
        //COMの初期化
        //サウンドなどで使用する
        if (FAILED(::CoInitialize(nullptr))) {
            // 初期化失敗
            throw exception("Com初期化に失敗しました。");
        }
        basedx12::Scene scene;
        basedx12::App::Init(hWnd, &scene, hInstance, nCmdShow, iClientWidth, iClientHeight);
        //メッセージループ
        MSG msg = { 0 };
        while (WM_QUIT != msg.message) {
            //キー状態が何もなければウインドウメッセージを得る
            if (PeekMessage(&msg, nullptr, 0, 0, PM_REMOVE)) {
                TranslateMessage(&msg);
                DispatchMessage(&msg);
            }
            //更新描画処理
            basedx12::App::UpdateDraw();
        }
        //msg.wParamには終了コードが入っている
        basedx12::App::Destroy();
        retCode = (int)msg.wParam;
    }
    catch (exception & e) {
        //STLエラー
        //マルチバイトバージョンのメッセージボックスを呼ぶ
        if (GetWindowInfo(hWnd, &winInfo)) {
            MessageBoxA(hWnd, e.what(), "エラー", MB_OK);
        }
        else {
            MessageBoxA(nullptr, e.what(), "エラー", MB_OK);
        }
        retCode = 1;
    }
    catch (...) {
        //原因不明失敗した
        if (GetWindowInfo(hWnd, &winInfo)) {
            MessageBox(hWnd, L"原因不明のエラーです", L"エラー", MB_OK);
        }
        else {
            MessageBox(nullptr, L"原因不明のエラーです", L"エラー", MB_OK);
        }
        retCode = 1;
    }
    //例外処理終了
    //COMのリリース
    ::CoUninitialize();
    return retCode;
}

アプリケーションクラス

　ここで、構築部を見てみましょう

        basedx12::Scene scene;
        basedx12::App::Init(hWnd, &scene, hInstance, nCmdShow, iClientWidth, iClientHeight);

　という記述はSceneクラスのsceneというインスタンスを定義しています。
　basedx12というのはBaseDx12全体のネームスペースです。ライブラリ及びコンテンツは、すべてこのネームスペースに含まれます。
　しかしWinMain.cpp内の関数はグローバル領域に置かれますので、basedx12::Scene scene;という記述が必要になります。
　sceneインスタンスを定義したら、そのポインタを渡してbasedx12::App::Init()関数を呼び出します。
　Appクラスはいわゆるアプリケーションクラスなのですが、BaseDx12では、クラスの実体は作らずにApp::Init()のように、すべてスタティック呼び出しの関数が含まれます。そういう意味ではクラスではなくネームスペースでもよいのですが、ネームスペースですとヘッダファイルへの記述が、ちょっとややこしくなるので、クラスにしてあります。
　basedx12::App::Init()関数内ではBaseDx12プロジェクト内のScene.h/cppに記述がある、Scene::OnInit()関数を呼び出します。
　今後、プロジェクト側をコンテンツ側と称します。同様、フレームワーク側はライブラリ側と称します。

Sceneクラス

　Sceneクラスは、以下のような宣言になっています。

    class Scene :public SceneBase {
        ComPtr<ID3D12PipelineState> m_pipelineState;
        shared_ptr<BaseMesh> m_baseMesh;
    public:
        Scene() :SceneBase() {}
        virtual ~Scene() {}
        virtual void OnInit()override;
        virtual void OnInitAssets()override;
        virtual void OnUpdate()override;
        virtual void OnDraw()override;
        virtual void OnDestroy()override;
    };

　このようにSceneBaseクラスを継承して作成されています。
　SceneBaseクラスは、ライブラリ部のSceneBase.h/cppに記述があります。ゲームシーンを表現すると思ってもらえればよいです。
　この中で

        virtual void OnInit()override;

　という仮想関数があります。
　この関数がbasedx12::App::Init()関数から呼び出されます。
　Scene::OnInit()関数の記述は以下になります。

    void Scene::OnInit() {
        ResetActiveBaseDevice<GameDevice>(2);
    }

　このようにGameDeviceクラスをテンプレート引数に持った、テンプレート関数呼び出しとなります。
　この関数は、指定のクラス（ここではGameDeviceクラス）のインスタンスを作成してAppクラスに登録します。こうすることによりAppクラス経由でGameDeviceクラスのインスタンスにアクセスできる形になります。
　ResetActiveBaseDevice()関数では、そのあとGameDevice::OnInit()関数を呼び出します。
　この関数こそが、Dx12のリソース群を構築すべき関数となります。
　GameDeviceクラスはコンテンツ部にあるGameDevice.h/cppです。次項では、その中身を詳しく見てみましょう。