Vulkanレンダリングを成功させるためのQt GUI：QVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()の役割

Qt GUIにおけるQVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数について

概要:

• 機能: Vulkanレンダリング用のグラフィックスキューファミリーのインデックスを取得
• 引数: なし
• 戻り値: グラフィックスキューファミリーのインデックス
• 関連クラス: QVulkanWindow

詳細:

Vulkanでは、異なる種類の処理を行うための複数のキューファミリーが存在します。QVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数は、その中でもグラフィックスレンダリングに特化したグラフィックスキューファミリーのインデックスを取得します。

この情報は、Vulkanレンダリングのためのキューを作成したり、コマンドバッファを発行したりする際に必要となります。

例:

#include <QtVulkan>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // Vulkanレンダリング用のキューファミリーのインデックスを取得
  int graphicsQueueFamilyIndex = window.graphicsQueueFamilyIndex();

  // キューを作成
  VkQueue graphicsQueue = vkGetDeviceQueue(window.vulkanDevice(), graphicsQueueFamilyIndex, 0);

  // コマンドバッファを発行
  VkCommandBuffer commandBuffer = ...;
  vkCmdBeginCommandBuffer(commandBuffer, ...);
  ...
  vkCmdEndCommandBuffer(commandBuffer);

  // キューにコマンドバッファをsubmit
  vkQueueSubmit(graphicsQueue, 1, &commandBuffer, ...);

  return 0;
}

補足:

• QVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数は、Vulkanレンダリングを使用しない場合は呼び出す必要はありません。
• 複数のグラフィックスキューファミリーが存在する場合は、この関数は最も優先度の高いキューファミリーのインデックスを返します。
• 特定のキューファミリーを選択したい場合は、VkPhysicalDevice::getQueueFamilyProperties()関数を使用して、各キューファミリーの詳細情報を取得する必要があります。

関連キーワード:

• Qt
• Qt GUI
• Vulkan
• QVulkanWindow
• graphicsQueueFamilyIndex
• キューファミリー
• レンダリング

Qt GUIにおけるQVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数のサンプルコード

シンプルなレンダリング

#include <QtVulkan>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // Vulkanレンダリング用のキューファミリーのインデックスを取得
  int graphicsQueueFamilyIndex = window.graphicsQueueFamilyIndex();

  // キューを作成
  VkQueue graphicsQueue = vkGetDeviceQueue(window.vulkanDevice(), graphicsQueueFamilyIndex, 0);

  // コマンドバッファを作成
  VkCommandBuffer commandBuffer = ...;

  // レンダーパスを作成
  VkRenderPass renderPass = ...;

  // フレームバッファを作成
  VkFramebuffer framebuffer = ...;

  // スワップチェーンイメージを取得
  VkImage image = ...;

  // コマンドバッファに描画コマンドを記録
  vkCmdBeginCommandBuffer(commandBuffer, ...);
  vkCmdBeginRenderPass(commandBuffer, renderPass, framebuffer, ...);
  ...
  vkCmdEndRenderPass(commandBuffer);
  vkCmdEndCommandBuffer(commandBuffer);

  // キューにコマンドバッファをsubmit
  vkQueueSubmit(graphicsQueue, 1, &commandBuffer, ...);

  // スワップチェーンイメージを表示
  vkQueuePresentKHR(window.vulkanQueue(), ...);

  return 0;
}

キューファミリーの選択

#include <QtVulkan>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // 使用可能なキューファミリーを取得
  uint32_t queueFamilyCount;
  vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(window.vulkanPhysicalDevice(), &queueFamilyCount, nullptr);
  std::vector<VkQueueFamilyProperties> queueFamilies(queueFamilyCount);
  vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(window.vulkanPhysicalDevice(), &queueFamilyCount, queueFamilies.data());

  // グラフィックスに対応するキューファミリーを探す
  int graphicsQueueFamilyIndex = -1;
  for (uint32_t i = 0; i < queueFamilyCount; i++) {
    if (queueFamilies[i].queueFlags & VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT) {
      graphicsQueueFamilyIndex = i;
      break;
    }
  }

  // キューを作成
  VkQueue graphicsQueue = vkGetDeviceQueue(window.vulkanDevice(), graphicsQueueFamilyIndex, 0);

  // ...

  return 0;
}

マルチスレッドレンダリング

#include <QtVulkan>
#include <thread>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // Vulkanレンダリング用のキューファミリーのインデックスを取得
  int graphicsQueueFamilyIndex = window.graphicsQueueFamilyIndex();

  // キューを作成
  VkQueue graphicsQueue = vkGetDeviceQueue(window.vulkanDevice(), graphicsQueueFamilyIndex, 0);

  // コマンドバッファを作成
  std::vector<VkCommandBuffer> commandBuffers(nThreads);
  for (int i = 0; i < nThreads; i++) {
    commandBuffers[i] = ...;
  }

  // レンダーパスを作成
  VkRenderPass renderPass = ...;

  // フレームバッファを作成
  VkFramebuffer framebuffer = ...;

  // スワップチェーンイメージを取得
  VkImage image = ...;

  // スレッドを起動
  std::vector<std::thread> threads(nThreads);
  for (int i = 0; i < nThreads; i++) {
    threads[i] = std::thread([&, i]() {
      // コマンドバッファに描画コマンドを記録
      vkCmdBeginCommandBuffer(commandBuffers[i], ...);
      vkCmdBeginRenderPass(commandBuffers[i], renderPass, framebuffer, ...);
      ...
      vkCmdEndRenderPass(commandBuffers[i]);
      vkCmdEndCommandBuffer(commandBuffers[i]);

      // キューにコマンドバッファをsubmit
      vkQueueSubmit(graphicsQueue, 1, &commandBuffers[i], ...);
    });
  }

  // スレッドの終了を待つ
  for (int i = 0; i < nThreads; i++) {
    threads[i].join();
  }

  // スワップチェーンイメージを表示
  vkQueuePresentKHR(window.vulkanQueue(), ...);

  return 0;
}

Qt GUIにおけるQVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数の代替方法

この関数は、物理デバイスがサポートするすべてのキューファミリーの詳細情報を取得することができます。この情報を使用して、グラフィックスレンダリングに最適なキューファミリーを選択することができます。

#include <QtVulkan>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // 物理デバイスを取得
  VkPhysicalDevice physicalDevice = window.vulkanPhysicalDevice();

  // 使用可能なキューファミリーを取得
  uint32_t queueFamilyCount;
  vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physicalDevice, &queueFamilyCount, nullptr);
  std::vector<VkQueueFamilyProperties> queueFamilies(queueFamilyCount);
  vkGetPhysicalDeviceQueueFamilyProperties(physicalDevice, &queueFamilyCount, queueFamilies.data());

  // グラフィックスに対応するキューファミリーを探す
  int graphicsQueueFamilyIndex = -1;
  for (uint32_t i = 0; i < queueFamilyCount; i++) {
    if (queueFamilies[i].queueFlags & VK_QUEUE_GRAPHICS_BIT) {
      graphicsQueueFamilyIndex = i;
      break;
    }
  }

  // ...

  return 0;
}

Qt VulkanのVulkan拡張機能を使用する

Qt Vulkanは、Vulkan APIのいくつかの拡張機能を提供しています。これらの拡張機能の中には、キューファミリーに関する情報を取得するためのものもあります。

#include <QtVulkan>

int main() {
  QVulkanWindow window;

  // Vulkan拡張機能を取得
  VkPhysicalDeviceFeatures2 features;
  vkGetPhysicalDeviceFeatures2(window.vulkanPhysicalDevice(), &features);

  // キューファミリーの詳細情報取得を有効にする
  features.pNext = &features.queueFamilyProperties2;
  features.queueFamilyProperties2.pQueueFamilyProperties = nullptr;

  vkGetPhysicalDeviceFeatures2(window.vulkanPhysicalDevice(), &features);

  // ...

  return 0;
}

これらの方法は、QVulkanWindow::graphicsQueueFamilyIndex()関数よりも柔軟性がありますが、より複雑