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More than 5 years have passed since last update.

@sanoh(hiroaki sano)

C++を使ってDirectX12を初期化

Last updated at Posted at 2018-12-06

DirextX11を使用してましたがDX12もいいかなと思い、覚書

■Step1:環境構築

VisualStudio2017を使用しています。

■Step2：プロジェクト作成

VisualStudio2017を起動して「ファイル(F)」「新規作成(N)」「プロジェクト(p)」を選択します
2018-12-06 (2).png
今回はC++で構築するので「VisualC++」の「その他」から「空のプロジェクト」を選択します。
名前は適当に（今回はtest01としています）
2018-12-06 (5).png
「OK」を押しますと以下のようになります、ここで今後の為「X64」に変更しておきましょう
2018-12-06 (6).png

■Step3：test01.cppを作成

test01.cppを追加するために「ソースファイル」で右クリックするとサブメニューがでるので、そこで「追加（D)」「新しい項目（W)」を選択してください。
2018-12-06 (7).png
名前を「test01.cpp」にし「C++ファイル（.cpp）」が選択されていることを確認してから「追加（A）」を押します。
2018-12-06 (8).png
test01.cppが作成できたので
2018-12-06 (9).png

test01.cpp
#include    <Windows.h>
#include    <tchar.h>

#define WINDOW_WIDTH  720
#define WINDOW_HEIGHT 480

LRESULT CALLBACK    WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
#define CLASS_NAME  "CLASS TEST01"
#define PROC_NAME   "test01"

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPreInst, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    HWND            hwnd;
    MSG             msg;
    if (!hPreInst) {
        WNDCLASS    my_prog;
        my_prog.style           = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
        my_prog.lpfnWndProc     = WndProc;
        my_prog.cbClsExtra      = 0;
        my_prog.cbWndExtra      = 0;
        my_prog.hInstance       = hInstance;
        my_prog.hIcon           = NULL;
        my_prog.hCursor         = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
        my_prog.hbrBackground   = NULL;
        my_prog.lpszMenuName    = NULL;
        my_prog.lpszClassName   = _T(CLASS_NAME);

        if (!RegisterClass(&my_prog)) {
            return FALSE;
        }
    }

    RECT rect = {
        (LONG)0, 
        (LONG)0, 
        (LONG)(WINDOW_WIDTH), 
        (LONG)(WINDOW_HEIGHT)
    };
    AdjustWindowRect(
        &rect,                                    // クライアント矩形
        WS_OVERLAPPED | WS_SYSMENU | WS_CAPTION,  // ウィンドウスタイル
        FALSE                                     // メニューフラグ
    );
    hwnd = CreateWindow(_T(CLASS_NAME),
        _T(PROC_NAME),
        WS_OVERLAPPED | WS_SYSMENU | WS_CAPTION,
        CW_USEDEFAULT,
        CW_USEDEFAULT,
        rect.right - rect.left,           // ウィンドウの幅
        rect.bottom - rect.top,           // ウィンドウの高さ
        NULL,
        NULL,
        hInstance,
        NULL);

    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hwnd);
    do {
        if (PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE)) {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
    } while (msg.message != WM_QUIT);
    return (int)(msg.wParam);
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (msg) {
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        break;
    default:
        return(DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam));
    }
    return (0L);
}

このようにします。

■Step4：仮実行

実行するとこんな感じ
2018-12-06 (10).png

■Step5：DirextX12を制御

DirectX12を制御するクラス「DX12Renderere.cpp」「DX12Renderere.h」を追加します。
2018-12-06 (11).png

DX12Renderer.cpp
#include <fstream>
#include "DX12Renderer.h"

DX12Renderer::DX12Renderer(HWND hwnd, int window_width, int window_height) :
    _window_hwnd(hwnd),
    _window_width(window_width),
    _window_height(window_height){

    UINT flagsDXGI = 0;
    ID3D12Debug* debug = nullptr;
    HRESULT hr;
#if _DEBUG
    D3D12GetDebugInterface(IID_PPV_ARGS(&debug));
    if (debug) {
        debug->EnableDebugLayer();
        debug->Release();
    }
    flagsDXGI |= DXGI_CREATE_FACTORY_DEBUG;
#endif
    hr = CreateDXGIFactory2(flagsDXGI, IID_PPV_ARGS(_factory.ReleaseAndGetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    ComPtr<IDXGIAdapter> adapter;
    hr = _factory->EnumAdapters(0, adapter.GetAddressOf());
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    // デバイス生成.
    // D3D12は 最低でも D3D_FEATURE_LEVEL_11_0 を要求するようだ.
    hr = D3D12CreateDevice(adapter.Get(), D3D_FEATURE_LEVEL_11_0, IID_PPV_ARGS(_device.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    // コマンドアロケータを生成.
    hr = _device->CreateCommandAllocator(D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT, IID_PPV_ARGS(_command_allocator.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    // コマンドキューを生成.
    D3D12_COMMAND_QUEUE_DESC desc_command_queue;
    ZeroMemory(&desc_command_queue, sizeof(desc_command_queue));
    desc_command_queue.Type = D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT;
    desc_command_queue.Priority = 0;
    desc_command_queue.Flags = D3D12_COMMAND_QUEUE_FLAG_NONE;
    hr = _device->CreateCommandQueue(&desc_command_queue, IID_PPV_ARGS(_command_queue.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    // コマンドキュー用のフェンスを準備.
    _fence_event = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
    hr = _device->CreateFence(0, D3D12_FENCE_FLAG_NONE, IID_PPV_ARGS(_queue_fence.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }

    // スワップチェインを生成.
    DXGI_SWAP_CHAIN_DESC desc_swap_chain;
    ZeroMemory(&desc_swap_chain, sizeof(desc_swap_chain));
    desc_swap_chain.BufferCount = 2;
    desc_swap_chain.BufferDesc.Format = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
    desc_swap_chain.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
    desc_swap_chain.OutputWindow = _window_hwnd;
    desc_swap_chain.SampleDesc.Count = 1;
    desc_swap_chain.Windowed = TRUE;
    desc_swap_chain.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL;
    desc_swap_chain.Flags = DXGI_SWAP_CHAIN_FLAG_ALLOW_MODE_SWITCH;
    hr = _factory->CreateSwapChain(_command_queue.Get(), &desc_swap_chain, (IDXGISwapChain**)_swap_chain.GetAddressOf());
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }
    // コマンドリストの作成.
    hr = _device->CreateCommandList(0, D3D12_COMMAND_LIST_TYPE_DIRECT, _command_allocator.Get(), nullptr, IID_PPV_ARGS(_command_list.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }

    // ディスクリプタヒープ(RenderTarget用)の作成.
    D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC desc_heap;
    ZeroMemory(&desc_heap, sizeof(desc_heap));
    desc_heap.NumDescriptors = 2;
    desc_heap.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV;
    desc_heap.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONE;
    hr = _device->CreateDescriptorHeap(&desc_heap, IID_PPV_ARGS(_descriptor_heap.GetAddressOf()));
    if (FAILED(hr)) {
        return;
    }

    // レンダーターゲット(プライマリ用)の作成.
    UINT strideHandleBytes = _device->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);
    for (UINT i = 0;i < desc_swap_chain.BufferCount;++i) {
        hr = _swap_chain->GetBuffer(i, IID_PPV_ARGS(_render_target[i].GetAddressOf()));
        if (FAILED(hr)) {
            return;
        }
        _rtv_handle[i] = _descriptor_heap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart();
        _rtv_handle[i].ptr += i * strideHandleBytes;
        _device->CreateRenderTargetView(_render_target[i].Get(), nullptr, _rtv_handle[i]);
    }
    return;
}

DX12Renderer::~DX12Renderer() {}


void DX12Renderer::SetResourceBarrier(ID3D12GraphicsCommandList* commandList, ID3D12Resource* resource, D3D12_RESOURCE_STATES before, D3D12_RESOURCE_STATES after)
{
    D3D12_RESOURCE_BARRIER descBarrier;
    ZeroMemory(&descBarrier, sizeof(descBarrier));
    descBarrier.Type = D3D12_RESOURCE_BARRIER_TYPE_TRANSITION;
    descBarrier.Transition.pResource = resource;
    descBarrier.Transition.Subresource = D3D12_RESOURCE_BARRIER_ALL_SUBRESOURCES;
    descBarrier.Transition.StateBefore = before;
    descBarrier.Transition.StateAfter = after;
    commandList->ResourceBarrier(1, &descBarrier);
}

void DX12Renderer::WaitForCommandQueue(ID3D12CommandQueue* pCommandQueue) {
    static UINT64 frames = 0;
    _queue_fence->SetEventOnCompletion(frames, _fence_event);
    pCommandQueue->Signal(_queue_fence.Get(), frames);
    WaitForSingleObject(_fence_event, INFINITE);
    frames++;
}

//  描画
HRESULT DX12Renderer::Render() {
    float clearColor[4] = { 1.0f,0.0f,0.0f,0.0f };
    D3D12_VIEWPORT viewport;
    viewport.TopLeftX   = 0; viewport.TopLeftY = 0;
    viewport.Width      = (FLOAT)_window_width;
    viewport.Height     = (FLOAT)_window_height;
    viewport.MinDepth   = 0;
    viewport.MaxDepth   = 1;

    int targetIndex = _swap_chain->GetCurrentBackBufferIndex();

    SetResourceBarrier(
        _command_list.Get(),
        _render_target[targetIndex].Get(),
        D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT,
        D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET);

    // レンダーターゲットのクリア処理.
    _command_list->RSSetViewports(1, &viewport);
    _command_list->ClearRenderTargetView(_rtv_handle[targetIndex], clearColor, 0, nullptr);

    // Presentする前の準備.
    SetResourceBarrier(
        _command_list.Get(),
        _render_target[targetIndex].Get(),
        D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET,
        D3D12_RESOURCE_STATE_PRESENT);

    _command_list->Close();

    // 積んだコマンドの実行.
    ID3D12CommandList* pCommandList = _command_list.Get();
    _command_queue->ExecuteCommandLists(1, &pCommandList);
    _swap_chain->Present(1, 0);

    WaitForCommandQueue(_command_queue.Get());
    _command_allocator->Reset();
    _command_list->Reset(_command_allocator.Get(), nullptr);
    return S_OK;
}
DX12Renderer.h
#pragma once

#include <Windows.h>
#include <d3d12.h>
#include <d3d12shader.h>
#include <dxgi1_4.h>
#include <d3dcompiler.h>
#include <DirectXMath.h>
#include <wrl/client.h>


using namespace DirectX;
using namespace Microsoft::WRL;

class DX12Renderer {
public:
    static constexpr int RTV_NUM = 2;

public:
    DX12Renderer(HWND hwnd, int window_width, int window_height);
    ~DX12Renderer();
    HRESULT Render();

private:
    HWND    _window_hwnd;
    int     _window_width;
    int     _window_height;

    HANDLE  _fence_event;

    ComPtr<ID3D12Device> _device;
    ComPtr<ID3D12CommandQueue> _command_queue;
    ComPtr<ID3D12CommandAllocator> _command_allocator;
    ComPtr<ID3D12GraphicsCommandList> _command_list;
    ComPtr<IDXGISwapChain3> _swap_chain;
    ComPtr<ID3D12Fence>  _queue_fence;
    ComPtr<IDXGIFactory3> _factory;
    ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> _descriptor_heap;
    ComPtr<ID3D12Resource> _render_target[2];
    D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE _rtv_handle[2];

    void SetResourceBarrier(ID3D12GraphicsCommandList* commandList, ID3D12Resource* resource, D3D12_RESOURCE_STATES before, D3D12_RESOURCE_STATES after);
    void WaitForCommandQueue(ID3D12CommandQueue* pCommandQueue);
};

■Setp6：test01.cppの編集

test01.cppからDX12Rendererを呼び出すよう修正します。

test01.cpp
#include    <Windows.h>
#include    <tchar.h>
#include    "DX12Renderer.h"  //<追加>

#define WINDOW_WIDTH  720
#define WINDOW_HEIGHT 480

LRESULT CALLBACK    WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
#define CLASS_NAME  "CLASS TEST01"
#define PROC_NAME   "test01"

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPreInst, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    HWND            hwnd;
    MSG             msg;
    if (!hPreInst) {
        WNDCLASS    my_prog;
        my_prog.style           = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
        my_prog.lpfnWndProc     = WndProc;
        my_prog.cbClsExtra      = 0;
        my_prog.cbWndExtra      = 0;
        my_prog.hInstance       = hInstance;
        my_prog.hIcon           = NULL;
        my_prog.hCursor         = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
        my_prog.hbrBackground   = NULL;
        my_prog.lpszMenuName    = NULL;
        my_prog.lpszClassName   = _T(CLASS_NAME);

        if (!RegisterClass(&my_prog)) {
            return FALSE;
        }
    }

    RECT rect = {
        (LONG)0, 
        (LONG)0, 
        (LONG)(WINDOW_WIDTH), 
        (LONG)(WINDOW_HEIGHT)
    };
    AdjustWindowRect(
        &rect,                                    // クライアント矩形
        WS_OVERLAPPED | WS_SYSMENU | WS_CAPTION,  // ウィンドウスタイル
        FALSE                                     // メニューフラグ
    );
    hwnd = CreateWindow(_T(CLASS_NAME),
        _T(PROC_NAME),
        WS_OVERLAPPED | WS_SYSMENU | WS_CAPTION,
        CW_USEDEFAULT,
        CW_USEDEFAULT,
        rect.right - rect.left,           // ウィンドウの幅
        rect.bottom - rect.top,           // ウィンドウの高さ
        NULL,
        NULL,
        hInstance,
        NULL);

    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hwnd);
    DX12Renderer*   renderer = new DX12Renderer(hwnd, WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT); //初期化<追加>
    do {
        if (PeekMessage(&msg, NULL, 0U, 0U, PM_REMOVE)) {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
        renderer->Render(); //描画 <追加>
    } while (msg.message != WM_QUIT);
    delete  renderer;   //消去<追加>
    return (int)(msg.wParam);
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (msg) {
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        break;
    default:
        return(DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam));
    }
    return (0L);
}

■Step7：ライブラリの追加

そのままではDX12はリンクしていないのでライブラリを追加します。
「test01」を右クリックしてサブメニューがでたら「プロパティ（R)」を選択してください。
2018-12-06 (12).png
「リンカー」「入力」の「追加の依存ファイル」にライブラリを追加します。
（このときX64になっていることを確認してください）
2018-12-06 (13).png
「d3d12.lib」「dxgi.lib」「dxguid.lib」を追加し「OK」を押します。・
2018-12-06 (14).png

■Step8：実行

実行すると以下のようになります。
2018-12-06 (15).png

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