「Direct3D」カテゴリーアーカイブ

NVIDIAの開発者向けサイトでRay Tracing Gemsが先行公開

NVIDIAの開発者向けサイトでRay Tracing Gemsが先行公開されています.

The Authoritative Book on Real-Time Ray Tracing Has Arrived
https://news.developer.nvidia.com/the-authoritative-book-on-real-time-ray-tracing-has-arrived/

Ray Tracing Gems Preview
https://developer.nvidia.com/books/raytracing/raytracing_gems_preview

数日おきに公開される記事が増えるようで, 今回の先行公開はNVIDIAの開発者向けサイトの登録がいりますが, 最終的に電子版はサンプルコードとともに最終的には全部無料公開されるようです.

書籍：Ray Tracing Gemsの目次と表紙が公開に

昨年,出版が発表されたRay Tracing Gemsの目次と表紙が公開になっています.

目次
http://www.realtimerendering.com/raytracinggems/

Real-Rendering　“Ray Tracing Gems” nears completion
http://www.realtimerendering.com/blog/ray-tracing-gems-nears-completion/

GemsとつくとTipsを集めたものになりがちですが,今回はレイトレーシングの基礎的な部分やDXRの概要を紹介するような記事などもあるようですね.

IntelのAdaptive Screen Space Ambient Occlusionを導入したゲームの事例記事

Intelが公開しているAdaptive Screen Space Ambient Occlusionを導入したWorld of Warcraft: Battle for Azerothの実装事例が紹介されています.

Adaptive SSAO Takes Battle for Azeroth* by Storm
https://software.intel.com/en-us/articles/adaptive-ssao-takes-battle-for-azeroth-by-storm

ソースのあるリポジトリは下記ですね.

GameTechDev/ASSAO
https://github.com/GameTechDev/ASSAO

Direct3D11経験者がDirect3D12について学ぶ解説記事

Learning D3D12 from D3D11 – Part 1: Getting Started, Command Queues, and FencingというDirect3D11経験者がDirect3D12を学ぶ記事が公開されています.

http://alextardif.com/D3D11To12P1.html

この記事はいくつかシリーズが続くようですが,第1回は導入とコマンドキュー,フェンスといった概念についてです.移行しようと学んでいる方はシリーズを追ってみるとよいかもしれません.

Syysgraph 2018のEA SEED の発表 Modern Graphics Abstractions & Real-Time Ray Tracingのスライド

Syysgraph 2018のModern Graphics Abstractions & Real-Time Ray Tracingスライドが公開になっています.

Modern Graphics Abstractions & Real-Time Ray Tracing
https://www.ea.com/seed/news/syysgraph-2018-modern-graphics-abstractions-real-time-ray-tracing

今年のHalcyonの発表は色々とありましたが,集大成的な発表になっています.

  • Vulkan版対応の話
  • Render Graphの話
  • マルチGPUでのGPUの仮想化
  • Machine Learning対応
  • アセットパイプライン
  • シェーダ
    • マルチプラットフォーム対応
    • Wave / Subgroup対応
  • レイトレーシング
  • ハイブリッドレンダリング
  • Transparent Shadow
  • Transparency & Translucency
  • GI
  • デノイズ

WHLSL : Web向け高級シェーダ言語

ブラウザ向け3Dは現在WebGLが使われていますが,WebKitやMozillaやGoogleなど様々な次世代APIが検討されています.

そこで使うシェーダ言語の１つとしてHLSLをベースにしたWHLSLの開発が進んでいますが,その詳細を解説した記事があります

Web High Level Shading Language
https://webkit.org/blog/8482/web-high-level-shading-language/

WHLSLに関しては,SIGGRAPH 2018のBoFのHLSL Realtime Shading Languageで知りました.BoFの説明ではW3Cというのがありますね.

SIGGRAPH 2018のBoFリスト
https://s2018.siggraph.org/conference/conference-overview/birds-of-a-feather/

さて,今回は,WebKitの話ですが,WebKitではAppleを中心にWebGPUというAPIが提案され現在開発が進んでいます.

WebGLはOpenGLをベースにしていましたが,WebGPUはMetal, Direct3D12, VulkanなどのAPIの設計をWebに持ってくるようなイメージですね.

AppleはWebGPUの実装をMetalベースで提案していましたが,他のOS環境に関してはDirect3D12やVulkanでの実装を行ってよいようでした.シェーダ言語に関しては,Metal Shadering Laungage(MSL)で提案していましたが,今回の記事を見ているとMSLはなくなったように思えます.

プロポーザル
https://webkit.org/wp-content/uploads/webgpu-api-proposal.html#shadinglanguage

今回の記事では,HLSLの構文を参考にしたWHLSLが説明されています.HLSLを参考にしているのはシェーダプログラマの人口が多いというところになりそうです(MSLやGLSLやSPIR-Vなど採用されなかったものについては記事に書いてあります).

ここで注意しないといけないのがWHLSLはHLSLと単語が共通ですが,HLSLの仕様がまるまる採用されておらず,言語仕様的には別な言語になっているようですね.Web High Level Shading Launguageということです.

ベクトル型や組み込み関数などは共通するようですが,HLSLでサポートする仕様とはいくつかの点が違いますがそれを挙げていきます(順不同.これが全部ではないです).

  • Cスタイルの暗黙の型変換はサポートしない
    • エラーの原因.Swiftなどと近いアプローチ
  • enumのサポート
    • 実行時のコストがかからず便利だから
  • 構造体
    • HLSLやCと一緒
    • 継承,virtual,アクセス制御,privateはサポートしない
  • プリプロセッサはサポートしない
    • 理由：プリプロセッサでシェーダのバリエーションを増やす手法はHLSLでは使われるが保守性が悪い
  • セーフポインタ
    • 既存のCPUコードの移植しやすさを考えて
      • 機械学習やComputer Vision,信号処理の人たちがコードをもっていきやすいように
  • 配列の参照
  • プロパティ
  • プリプロセッサの未サポート
    • HLSLでは1つのシェーダコードのバリエーションを増やすために使われるが保守性の悪さ
    • シェーダ読み出しの仕組みが違うのではサポートしない
    • 代わりにSPIR-Vのspecialization constantsにあたるものがある
  • セマンティクスのサポート
    • シェーダステージ間をやりとりするためにHLSLと同じくある
      • ただし,グローバル変数ではなく関数のパラメータ入力と出力の形式になる

だいぶ作業が進んでるなという印象ではありますが,ブラウザ上での実装はセキュリティの問題など配慮すべきことが多いためまだまだ時間がかかりそうではありますが,WebGLよりもよりパフォーマンスを引き出せるものというのを期待したいところですね.

ShaderConductor : Microsoftのオープンソースシェーダ言語変換ツール

MicrosoftがShaderConductorというシェーダ変換ツールを公開しています.

ShaderConductor
https://github.com/Microsoft/ShaderConductor

このツールは,HLSLから以下のシェーダを出力ができるものになっています.

  • DXIL (Direct3D12)
  • SPIR-V (Vulkan)
  • GLSL (OpenGL)
  • ESSL (OpenGL ES)
  • MSL (Metal)
  • HLSL (Direct3D9/10/11)

DXILとSPIR-V はDirectXShaderCompilerから出力を行い,残りはSPIR-VをSPIR-V-Crossを使って出力するというものになっています.

DirectXShaderCompilerによるVulkan向けSPIR-V出力に関しては下記の記事などが参考になると思います.EA SEEDの事例ですがVulkan向けのシェーダをHLSLで開発する話があります.DirectXShaderCompilerからのフローはだいぶ完成度が高まっている感じはあります.

Running Microsoft FXC in Docker
https://www.wihlidal.com/blog/pipeline/2018-09-17-linux-fxc-docker/

Khronos Munich 2018 – Halcyon and Vulkan
https://www.ea.com/seed/news/khronos-munich-2018-halcyon-vulkan

日本語での関連記事は新masafumi’s Diaryの方で書いています.

EA SEEDのHalcyonのDirect3D12やVulkan向けのシェーダの話
http://masafumi.cocolog-nifty.com/masafumis_diary/2018/10/ea-seedhalcyond.html

HalcyonのVulkan対応の話
http://masafumi.cocolog-nifty.com/masafumis_diary/2018/10/halcyonvulkan-c.html

NVIDIAのRTX向けレイトレーシングのサンプル集

NVIDIAがGitHubでGettingStartedWithRTXRayTracingというRTXのサンプルを公開しています.

GettingStartedWithRTXRayTracing
https://github.com/NVIDIAGameWorks/GettingStartedWithRTXRayTracing

NVIDIAのレンダリングフレームワークのFalcor上で以下のようなサンプルやDXRのチュートリアル的サンプルがあります.

  • 01-OpenWindow
  • 02-SimpleRasterShader
  • 03-RasterGBuffer
  • 04-RayTracedGBuffer
  • 05-AmbientOcclusion
  • 06-TemporalAccumulation
  • 07-SimpleAntialiasing
  • 08-ThinLensCamera
  • 09-LambertianPlusShadows
  • 10-LightProbeEnvironmentMap
  • 11-OneShadowRayPerPixel
  • 12-DiffuseGlobalIllumination
  • 13-SimpleToneMapping
  • 14-GGXGlobalIllumination

DXRサンプルは2つです.Ray Tracing In One WeekendをDXRでやるサンプルもあります.

  • DXR-RayTracingInOneWeekend
  • DXR-Sphereflake Better

このサンプル自体はWindows 10 RS4を対象にしたもののようでRS5では動作しないようなのでそこは少し待つ必要がありそうです.

NVIDIA TuringアーキテクチャのGPUの詳細記事やWhitepaper

NVIDIAの開発者向けサイトでGeForce RTXシリーズのTuringアーキテクチャのGPUの技術的な詳細を紹介した記事とWhitepaperが公開されています.

NVIDIA Turing Architecture In-Depth
https://devblogs.nvidia.com/nvidia-turing-architecture-in-depth/

Whitepaper
https://www.nvidia.com/content/dam/en-zz/Solutions/design-visualization/technologies/turing-architecture/NVIDIA-Turing-Architecture-Whitepaper.pdf

今回のアーキテクチャの刷新は新機軸が多いので読んでおくとよさそうですね.

ラスタライズ向けの新機能の4つですが,これらに関してはおいおい紹介していきます.

  • Mesh shading
  • Variable Rate Shading
  • Texture Space Shading
  • Multi-View Render

このうちMesh ShadingとVariable Rate Shading (VRS)にTwitterで取り上げられてますね.