MiniEngineでHLSL 6.0とWave Operationを有効にする

Windows 10 Creators UpdateではHLSL 6.0が使えるようになりました。

新しいシェーダコンパイラのdxc.exeはVS 2017で15063のWindows SDKを入れておけば入っていました。

C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\bin\10.0.15063.0\x64

これをMiniEngineのプロジェクトのフォルダにコピーしておきます。

https://github.com/Microsoft/DirectX-Graphics-Samples/tree/master/MiniEngine

コピーしたらMiniEngineのCoreライブラリをビルドするのですが、その際に、下記のGraphicsCore.cppの中でコメントアウトされている#define DXILのコメントアウトを外します。

https://github.com/Microsoft/DirectX-Graphics-Samples/blob/master/MiniEngine/Core/GraphicsCore.cpp

Coreライブラリがビルド出来たらMiniEngineプロジェクトのフォルダにあるCompileSM6Test.batを起動します。

これによってdxc.exeでHLSL 6.0のコンパイラでいくつかのシェーダがコンパイルされます。これで、cppのヘッダファイルになります。

最後にModelViewerビルドしますが、ModelViewer.cppの#define _WAVE_OPのコメントアウトを外します。これで動くはずです。

https://github.com/Microsoft/DirectX-Graphics-Samples/blob/master/MiniEngine/ModelViewer/ModelViewer.cpp

これで動かない場合には、以下の理由が考えられます。

・GPUのドライバがHLSL 6.0のDXIL 1.0に対応していない
・GPUがWave Operationに対応していない

となります。GPUがWave Operation対応しているかどうかは、下記のフォルダに入っているdxcapsviewer.exeでチェックするといいです。Direct3D 12のWave Operationsを見ると良いです。

C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\bin\10.0.15063.0\x64

下記の画像のような感じですね。なお、Wave lane countはWave Operationの単位ですが、この画像のGPUはNVIDIAなのでWarpの32という感じですし、AMDだとたぶんWavefrontの64だと思います。

あと、そのほかにわかったこととしてこのオプションを起動するとグラフィックス診断が使えません。まだ対応していないようなので、シェーダのデバッグなどもできないと思います。Pixに関しては試していませんが、そのうち試してみます。

Direct3D12のHDR出力サンプル

そういえば、Windows 10 Creators UpdateでWindows自体がHDR10に対応したわけですが、サンプルがGitHubで公開になっています。

デスクトップ
https://github.com/Microsoft/DirectX-Graphics-Samples/tree/master/Samples/Desktop/D3D12HDR

UWP
https://github.com/Microsoft/DirectX-Graphics-Samples/tree/master/Samples/UWP/D3D12HDR

ちょっとHDR10対応ディスプレイやテレビがない環境での出力何でsRGBですが、HDR TVで出力したいなぁ。

Visual Studio 2017のCMake対応機能の使い方

Visual Studio 2017ではC++でCMakeに対応したのですが、いまいち使い方がわかってませんでしたが、いろいろと試していたらようやくわかりました。

リリースノート
https://www.visualstudio.com/ja-jp/news/releasenotes/vs2017-relnotes

ファイルメニューので、「開く」の「フォルダー」でCMakeListｓ.txtのおいてあるフォルダを開けば、メニューにCMakeが追加されるのかー。

CMakeメニューの中身は下記のような感じですね。glslangで試しています。

ビルドがそのままできます。ビルド構成の変更も対応しています。

MicrosoftのPBRシェーダのサンプル

Shader.jpで書いたネタではありますが、MicrosoftのATGの方が出してるサンプルはベーシックなものが多かったのと非グラフィックスが多かったのであまりチェックしていなかったのですが、現在よく使われているDisneyベースのDiffuse、Specular、IBLのシェーダのサンプルがあとは。

SimplePBR12
https://github.com/Microsoft/Xbox-ATG-Samples/tree/master/Samples/Graphics/SimplePBR12

とりあえず、ちょっとしたネタや教育用途でよいんじゃないかとは思います。

GeForce GTX 1080でGPU-Z

職場は1080で仕事してるんですが、さすがにそこからの情報をネタにしづらいのではありますが、自宅も1080にしたのでしばらく1080のネタをやっていきます。

Visual Studio 2015から直接GPUViewって開けたのね

最近人から教えてもらったのですが、Visual Studio 2015から直接GPUViewが開けたんですね。

※無印Visual Studio 2015とかではだめかもしれません。Update 1とか2かもしれないです（今回はUpdate 2で）。

Visual Studio 2015のメニューの「デバッグ」から「デバッグなしで診断ツールを開始(R)...」すると下のような画面が出るので、赤丸で囲ったようにGPUにチェック入れます。

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そしたらキャプチャしたいプログラムが起動すると思いますが、その時にVisual Studio 2015の画面としては下記のようになってるのでプログラムを閉じるか、Visual Studio内の「コレクションを停止」ってリンクをクリックします。

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すると下記のような感じになるのですが、右下に赤丸で囲ったところに「GPUViewで開く」と「WPAで開く」ってのがありますね。ここで一度、診断のデータを.diagsessionファイルを保存します（GPUViewがログのファイルから起動するので）。保存したら「GPUViewで開く」をクリックします。

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クリックしたらプログラムの起動時から停止までの期間のGPUViewが開きました。

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これは、今まで見たくGPUViewのログをとるコマンドをいちいち起動しないでいいのがいいですね。

余談ですが、キャプチャしたPCはOptimus機でIntel HD 4600とGeForce GTX 870が搭載なのですが、このケースではIntel HD 4600が動いているのがわかります。

GeForceでWHQLドライバでVulkanサポートがきた

NVIDIA R364.47 WHQL Graphics Drivers with Vulkan Support
http://www.geeks3d.com/20160307/nvidia-r364-47-whql-graphics-drivers-with-vulkan-support/

おお、WHQLドライバでVulkanのサポートが入ってきたんですね。

これで、Direct3D12やOculusなどほかのアプリケーションにとっても安定してそうなドライバでVulkan開発もできる。

Vulkanを動かす用に購入したAndroid TVのSHIELD到着

Android TVのSHIELDにAndroid 6.0 Marshmallowが配信されたのですが、この端末だけVulkanが動くようなのでアメリカのAmazonが発送してくれたので購入しました。

Leader of the Pack: SHIELD Update Brings Marshmallow, Vulkan into the Living Room - See more at: http://blogs.nvidia.com/blog/2016/02/22/shield-marshmallow-vulkan/#sthash.9vefKeyi.dpuf
http://blogs.nvidia.com/blog/2016/02/22/shield-marshmallow-vulkan/

アメリカのAmazon
http://www.amazon.com/NVIDIA-SHIELD-Pro-Streaming-Chromecast-Performance/dp/B00XO7AK1U/

とりあえず、NVIDIAのサンプルの"Vulkan Threaded Rendering"がビルド済みのapkあるので入れてみました。

Vulkan on Android
https://developer.nvidia.com/vulkan-android

無事に動きましたね。Vulkan自体を動かすのはPCで全然問題ないとは思うのですがAndroidで動く機種でいろいろと検証してみたいところですね。

Direct3D12のデバッグを助けるID3D12Object::SetName

MiniEngineをグラフィックス診断をしていてDescriptorHeapを見ていて気づいたのですが、Direct3D12ではID3D12Resouce（テクスチャ、バッファ、コンスタントバッファ、UAV）などのリソースに任意の名前が付けられるんですね(下図の赤枠)。名前がついてると、DescriptorHeapに大量にリソースがセットされていても内容がチェックしやすくて便利ですね。

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ちょっと気になったので、確認のためグラフィックスオブジェクトテーブルを見てみます。

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なるほど、Direct3D11時代のときのように従来の「オブジェクト：〇〇」（〇〇は数字）のような表記もあるんですね。

では、名前がついてるものと「オブジェクト：〇〇」表記は何が違うんでしょうか？

・・・ということで、調べてみたところID3D12Objectインターフェイスのメンバ関数のSetName関数で名前をつけたものが表示されることがわかりました。

ＩD3D12Object::SetName
https://msdn.microsoft.com/ja-jp/library/windows/desktop/dn788701(v=vs.85).aspx

MSDNを見ていると

Associates a name with the device object. This name is for use in debug diagnostics and tools.

とあるので、基本的にデバッグやツールなどで使用するものとして用意されているようですね。

Direct3D12の各種インターフェイスの継承は下記のような構造になっているのですが、

IUnknown - ＩD3D12Object - ID3D12DeviceChild - ID3D12～インターフェイス

これがDirect3D11だと下記のような構造だったので、新設されたみたいですね。

IUnknown -  ID3D11DeviceChild - ID3D11～インターフェイス

さて、ほかのMicrosoftのサンプル（D3D12HelloWorldのHelloTexture）でDesciptorHeapを見てみます。これはやはりSetNameしていないのでテクスチャのSRVが「オブジェクト：15」という自動的につく名前のままですね。このサンプルはテクスチャを1枚張ってるだけだからいいですが、これが実際のゲーム開発で大量のオブジェクトを使うようになるとこれでは見分けるのが難しいですね。

やはり任意の名前がついてた方がいいので、Direct3D12でID3D12～のインターフェイスに名前が付けられるのはありがたいですね。

さらに、ＩD3D12Object::SetName で名前を付けておくことで便利なのがインターフェイスの解放忘れの時ですね。

リークを出すためにD3D12HelloWorldのHelloTextureサンプルのD3D12HelloTexture.hのD3D12HelloTextureのメンバであるm_textureをスマートポインタではなく、

ID3D12Resource* m_texture;

に変えて、Releaseしないでおきます。

Direct3D11の時からありますが、たとえば、Direct3D12ではサンプルにあるような下記のコードのようにDebugLayerを有効にします。

ComPtr<ID3D12Debug> debugController;

if (SUCCEEDED(D3D12GetDebugInterface(IID_PPV_ARGS(&debugController))))
{
 debugController->EnableDebugLayer();
}

そのあとに、テクスチャのインターフェイスをわざとReleaseしないでアプリケーションを閉じて、Visual Studio 2015の出力を見ると下記のように解放忘れを報告してくれます。

D3D12 WARNING: Process is terminating. Using simple reporting. Please call ReportLiveObjects() at runtime for standard reporting. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING: Live Producer at 0x000001376E4FB318, Refcount: 2. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x000001376E4E6E90, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x000001376E4E9AE0, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x000001376E523190, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x000001376E550510, Refcount: 1. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x000001376E54FFD0, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING: Live                         Object :      5 [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]

とはいえ、これでは何がリークしているか特定が難しいので、下記のコードを使います。

ID3D12DebugDevice* debugInterface;

if (SUCCEEDED(m_device.Get()->QueryInterface(&debugInterface)))
{
 debugInterface->ReportLiveDeviceObjects(D3D12_RLDO_DETAIL | D3D12_RLDO_IGNORE_INTERNAL);
 debugInterface->Release();
}

これは、Direct3D11の時だとID3D11Debug::ReportLiveDeviceObjectsであったと思います。

その結果、下記のような情報に変わります。これで、ID3D12～などのインターフェイスの型でRefcountがわかるようになりました。ここまでは、Direct3D11と同じですね。

D3D12 WARNING: Live ID3D12Device at 0x0000020303619330, Refcount: 23 [ STATE_CREATION WARNING #274: LIVE_DEVICE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandQueue at 0x000002030364E280, Refcount: 5, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #570: LIVE_COMMANDQUEUE]
D3D12 WARNING:  Live IDXGISwapChain at 0x0000020303643060, Refcount: 2 [ STATE_CREATION WARNING #275: LIVE_SWAPCHAIN]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Fence at 0x000002030364C690, Name: Internal DXGI Fence, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #580: LIVE_MONITOREDFENCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000020303642010, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12GraphicsCommandList at 0x0000020303644800, Name: Internal DXGI CommandList, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #573: LIVE_COMMANDLIST12]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x00000203036646B0, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x0000020303665BD0, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12DescriptorHeap at 0x0000020303666BB0, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #576: LIVE_DESCRIPTORHEAP]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12DescriptorHeap at 0x0000020303666F40, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #576: LIVE_DESCRIPTORHEAP]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000020303668180, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12RootSignature at 0x0000020303668550, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #577: LIVE_ROOTSIGNATURE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12PipelineState at 0x00000203036706A0, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #572: LIVE_PIPELINESTATE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12GraphicsCommandList at 0x00000203036A1A20, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #573: LIVE_COMMANDLIST12]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x00000203036A0BC0, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x00000203036B0200, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Fence at 0x0000020303672C60, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #580: LIVE_MONITOREDFENCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x00000203036828F0, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000020303685CD0, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]

で、続いてSetNameで名前を付けてみます。適当なところで、

m_texture->SetName(L"Texture");

としておくと、レポートが下記のようになります。「赤字」の箇所にちゃんとSetNameした名称が出てきています。そしてRefcount: 1.となっているところのアドレスの青字で対応をとると"Texture"はとりあえず解放忘れてるぞ、となるわけですね。

D3D12 WARNING: Live ID3D12Device at 0x0000025D68FCE1B0, Refcount: 23 [ STATE_CREATION WARNING #274: LIVE_DEVICE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandQueue at 0x0000025D69012D80, Refcount: 5, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #570: LIVE_COMMANDQUEUE]
D3D12 WARNING:  Live IDXGISwapChain at 0x0000025D690130D0, Refcount: 2 [ STATE_CREATION WARNING #275: LIVE_SWAPCHAIN]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Fence at 0x0000025D68FBF4F0, Name: Internal DXGI Fence, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #580: LIVE_MONITOREDFENCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000025D69014870, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12GraphicsCommandList at 0x0000025D68FF7BB0, Name: Internal DXGI CommandList, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #573: LIVE_COMMANDLIST12]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x0000025D69016260, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x0000025D68FFC370, Refcount: 2, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12DescriptorHeap at 0x0000025D69016E00, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #576: LIVE_DESCRIPTORHEAP]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12DescriptorHeap at 0x0000025D68FFD350, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #576: LIVE_DESCRIPTORHEAP]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000025D68FFDB20, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12RootSignature at 0x0000025D6901DB40, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #577: LIVE_ROOTSIGNATURE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12PipelineState at 0x0000025D69025820, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #572: LIVE_PIPELINESTATE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12GraphicsCommandList at 0x0000025D69057C90, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #573: LIVE_COMMANDLIST12]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x0000025D69065F30, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Resource at 0x0000025D69066A50, Name: Texture, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #575: LIVE_RESOURCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12Fence at 0x0000025D69026A30, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #580: LIVE_MONITOREDFENCE]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000025D69056670, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 1 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING:  Live ID3D12CommandAllocator at 0x0000025D69036810, Name: Internal DXGI CommandAllocator, Refcount: 1, IntRef: 0 [ STATE_CREATION WARNING #571: LIVE_COMMANDALLOCATOR]
D3D12 WARNING: Process is terminating. Using simple reporting. Please call ReportLiveObjects() at runtime for standard reporting. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING: Live Producer at 0x0000025D68FCE198, Refcount: 2. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x0000025D68FBBF60, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x0000025D68FF6000, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x0000025D690111B0, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x0000025D69066A50, Refcount: 1. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING:  Live Object at 0x0000025D69066510, Refcount: 0. [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]
D3D12 WARNING: Live                         Object :      5 [ STATE_CREATION WARNING #0: UNKNOWN]

まとめ

今回紹介した要素はちょっとした小さい機能追加ではあるのですが、ID3D12～に対して名前が付けられるようになることでデバッグや分析が楽になりそうな感じではありますね。

そんなわけで、開発のことを考えるとID3D12～のものは何かとSetNameして名前どんどん付けていくのがよいかもしれませんね。

ただし、これはこれでメモリの使用量が増えるのでギリギリで作ってるときは注意ではありますが、さすがに今後はこのぐらいのメモリが取れないということはないとは思います。

Windows 10版のGPUViewでRadeon HD 7950をキャプチャ

「Windows 10版のGPUView」の記事ではGeForce GTX 870M環境で取りましたが、自宅のRadeon HD 7950機でD3D12nBodyGravityの非同期Compute版でキャプチャしました。

なるほど～、GCN世代のGPUだとHardware Queueで"COMPUTE_0"というQueueが出てきますねぇ。これがCompute Queueなのね。とりあえず、GCNならDirect3D12で非同期Computeが使えるんだなぁ。

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