【第1部】シンプルバージョン編

１１０５．シンプルな三角形の描画（５）

　では、前項に続きましてGameDevice::LoadPipeline()関数の中身を解説したいと思います。

ディスクリプタヒープ

　ディスクリプタヒープはGPUとやり取りをする窓口のようなものと考えられます。
　で、その窓口はいくつか種類があります。

＊レンダーターゲットビュー用の窓口（RTV）
＊デプスステンシルビュー用の窓口（DSV）
＊サンプラー用の窓口（SAMPLER）
＊コンスタントバッファ、シェーダリソース、順序指定されないアクセスビュー用の窓口（CBV_SRV_UAV）

　以下のような概念です。

図1105a

　このサンプルではRTV用しか使いません。RTVはフレームの数だけ作成します。このサンプルでは2つです。
　サンプラー用とCBV_SRV_UAV用は次のサンプルで説明します。
　RTV用のディスクリプタヒープはフレーム数だけ作成します。以下の様な記述になります。

    // レンダリングターゲットビュー
    m_rtvHeap = DescriptorHeap::CreateRtvHeap(m_frameCount);
    m_rtvDescriptorHandleIncrementSize 
    = GetID3D12Device()->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);

　このうち赤くなっている部分は、以下のコードを実行します。

    namespace DescriptorHeap {
        static inline ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> CreateDirect(const D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC& desc) {
            auto device = App::GetID3D12Device();
            ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> ret;
            ThrowIfFailed(device->CreateDescriptorHeap(&desc, IID_PPV_ARGS(&ret)),
                L"デスクプリタヒープの作成に失敗しました",
                L"device->CreateDescriptorHeap()",
                L"DescriptorHeap::CreateDirect()"
            );
            return ret;
        }
        static inline ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> CreateRtvHeap(UINT frameCount) {
            //Rtvデスクプリタヒープ
            D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC rtvHeapDesc = {};
            rtvHeapDesc.NumDescriptors = frameCount;
            rtvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV;
            rtvHeapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONE;
            return CreateDirect(rtvHeapDesc);
        }
//中略
    }

　赤くなっている部分が呼び出される関数です。
　ここではD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC構造体を設定します。

            rtvHeapDesc.NumDescriptors = frameCount;

　は、フレーム数です。このサンプルでは2ですね。

            rtvHeapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV;

　は種類です。RTV用なのでD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTVとなります。

            rtvHeapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONE;

　ここでrtvHeapDesc.Flagsは、シェーダーにデータを渡す場合はD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_SHADER_VISIBLEになります。
　RTVは、シェーダーに渡すわけではないのでD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONEになります。
　このあと

            return CreateDirect(rtvHeapDesc);

　とCreateDirect()関数にD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC構造体を渡します。
　CreateDirect()関数ではD3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC構造体をもとに、RTV用のディスクリプタヒープを作成します。
　作り出すのはID3D12DescriptorHeapインターフェイスです。この時デバイスが必要なのでAppクラスから取り出します。

            auto device = App::GetID3D12Device();
            ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> ret;
            ThrowIfFailed(device->CreateDescriptorHeap(&desc, IID_PPV_ARGS(&ret)),
                L"デスクプリタヒープの作成に失敗しました",
                L"device->CreateDescriptorHeap()",
                L"DescriptorHeap::CreateDirect()"
            );
            return ret;

　なぜAppクラスから参照できるかというと、１１０１．シンプルな三角形の描画（１）で紹介した

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

　で、ResetActiveBaseDevice()関数が、GameDeviceクラスのインスタンスをAppクラスに渡しているからです。

　このようにして作成されたRTV用のディスクリプタヒープが

    m_rtvHeap = DescriptorHeap::CreateRtvHeap(m_frameCount);

　とm_rtvHeapに渡されるわけです。
　このあと

    m_rtvDescriptorHandleIncrementSize 
    = GetID3D12Device()->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);

　で、そのディスクリプタヒープの大きさを取得します。RTV用のディスクリプタヒープは後ほど、複数のフレーム（すなわち複数のレンダーターゲット）と組み合わされるので、ディスクリプタヒープの大きさが必要です。

RTVとコマンドアロケータ

　ディスクリプタヒープの作成が追わったら、複数のRTV用ディスクリプタヒープとレンダーターゲットビューを結びつけます。
　以下がその内容です

    // RTVとコマンドアロケータ
    CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE rtvHandle(m_rtvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart());
    for (UINT n = 0; n < m_frameCount; n++)
    {
        ThrowIfFailed(m_swapChain->GetBuffer(n, IID_PPV_ARGS(&m_renderTargets[n])));
        m_device->CreateRenderTargetView(m_renderTargets[n].Get(), nullptr, rtvHandle);
        rtvHandle.Offset(1, m_rtvDescriptorHandleIncrementSize);
        //コマンドアロケータ
        m_commandAllocators[n] = CommandAllocator::CreateDefault();
    }

　ここではレンダーターゲットビューのほかにコマンドアロケータも作成します。
　コマンドアロケーターは、コマンドリストを作成するためのユーティリティと考えることができます。アロケーターという名前がついているのは、領域確保するユーティリティだからです。コマンドアロケーターもフレーム数だけ必要なので、一緒に作成します。
　レンダーターゲットビューとディスクリプタヒープを結びつけるには、ハンドルというのを作成しなければいけません。

    CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE rtvHandle(m_rtvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart());

　で、m_rtvHeapのCPU側の先頭位置をハンドル（rtvHandle）を作成します。
　続いてループに入るわけですが

    for (UINT n = 0; n < m_frameCount; n++)

　で、フレーム数だけ（ここでは2回）ループします。ループ内では

        ThrowIfFailed(m_swapChain->GetBuffer(n, IID_PPV_ARGS(&m_renderTargets[n])));

　で、スワップチェーンからn番目のバッファをm_renderTargets[n番目]に取得します。nは、最初は0そして、2回目のループで1になりますね。
　その後

        m_device->CreateRenderTargetView(m_renderTargets[n].Get(), nullptr, rtvHandle);

　で、m_renderTargets[n番目]とrtvHandleを結びつけてビューを作成します。これがRTVです。
　そして、最初のフレームのRTVを取得したので

        rtvHandle.Offset(1, m_rtvDescriptorHandleIncrementSize);

　でハンドルをm_rtvDescriptorHandleIncrementSize分だけ後ろにずらします。
　ですので次のループではrtvHandleは、スタート位置からm_rtvDescriptorHandleIncrementSizeだけ後ろになるので、2つ目のフレームのRTVを作成することができます。
　ループ内では、一緒にコマンドアロケータも作成します。コマンドアロケータのm_commandAllocators変数もフレーム数の配列にあっていますので、

        //コマンドアロケータ
        m_commandAllocators[n] = CommandAllocator::CreateDefault();

　と書けます。
　ここで呼びだしているCommandAllocator::CreateDefault()関数は以下です。

    namespace CommandAllocator {
        static inline  ComPtr<ID3D12CommandAllocator> CreateDefault() {
            //デバイスの取得
            auto device = App::GetID3D12Device();
            ComPtr<ID3D12CommandAllocator> allocator;
            ThrowIfFailed(
                device->CreateCommandAllocator(D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT,IID_PPV_ARGS(&allocator)),
                L"コマンドアロケータの作成に失敗しました",
                L"device->CreateCommandAllocator()",
                L"CommandAllocator::CreateDefault()"
            );
            return allocator;
        }
    }

　デバイスを取り出し、そのメンバ関数CreateCommandAllocator()関数で、コマンドアロケータをallocatorに取得し、それをリターンします。

　ここまでの処理でGameDevice::LoadPipeline()の処理は終わりです。この関数は、GPU全体にかかわる初期化と考えられます。
　次項では各描画されるオブジェクトに関する初期化である、GameDevice::LoadAssets()関数の解説を行います。