MonoGameでハードウェアインスタンシングしてみる - 版の履歴

Administrator: /* C#側を書く */

2020-04-15T05:58:00Z

C#側を書く

← 古い版		2020年4月15日 (水) 05:58時点における版
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	== C#側を書く ==		== C#側を書く ==
	~~まず3Dモデルのインスタンス（＝ワールド座標＝Matrix）を格納するクラスを作る。~~		まず3Dモデルのインスタンス（[[ワールド座標]]）を格納する[[クラス]]を作る。
	<source lang="csharp">		<source lang="csharp">
	public struct VertexDynamicInstance : IVertexType		public struct VertexDynamicInstance : IVertexType
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	</source>		</source>

	~~ダイナミック頂点バッファを生成する。~~		インスタンス群を格納したダイナミック頂点バッファを生成する。
	<source lang="csharp">		<source lang="csharp">
			// ダイナミック頂点バッファを作って
	var instanceVertexBuffer = new DynamicVertexBuffer(graphicsDevice,		var instanceVertexBuffer = new DynamicVertexBuffer(graphicsDevice,
	VertexDynamicInstance.VertexDeclaration,		VertexDynamicInstance.VertexDeclaration,
83行目:		84行目:
	BufferUsage.WriteOnly);		BufferUsage.WriteOnly);

			// インスタンス群を入れ込む
	instanceVertexBuffer.SetData(instances);		instanceVertexBuffer.SetData(instances);
	</source>		</source>

Administrator: /* C#側を書く */

2020-04-15T05:56:16Z

C#側を書く

← 古い版		2020年4月15日 (水) 05:56時点における版
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	== C#側を書く ==		== C#側を書く ==
	~~まずインスタンスを格納するクラスを作る。~~		まず3Dモデルのインスタンス（＝ワールド座標＝Matrix）を格納するクラスを作る。
	<source lang="csharp">		<source lang="csharp">
	public struct VertexDynamicInstance : IVertexType		public struct VertexDynamicInstance : IVertexType

Administrator: /* HLSL側を書く */

2020-04-15T05:55:44Z

HLSL側を書く

← 古い版		2020年4月15日 (水) 05:55時点における版
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	== HLSL側を書く ==		== HLSL側を書く ==
	~~ワールド座標（ワールド空間内での位置や傾きなど）は、~~		[[ワールド座標]]（ワールド空間内での位置や傾きなど）は、

	~~一般的なシェーダーではユニフィード変数で受け取る。~~		一般的な[[シェーダー]]では[[ユニフォーム変数]]で受け取る。
			<source lang="hlsl">
	float4x4 World; //これがワールド座標		float4x4 World; //これがワールド座標
	float4x4 View;		float4x4 View;
	float4x4 Projection;		float4x4 Projection;
			</source>

	~~一方、ハードウェアインスタンシングを使う場合はダイナミック頂点バッファとして複数の値を受け取る。~~		一方、[[ハードウェアインスタンシング]]を使う場合はダイナミック頂点バッファとして複数の値を受け取る。
	<source lang="hlsl">		<source lang="hlsl">
	float4x4 View;		float4x4 View;

2020年4月15日 (水) 05:54にAdministratorによる

2020-04-15T05:54:43Z

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2019年10月27日 (日) 00:01にimported>Administratorによる

2019-10-27T00:01:50Z

← 古い版		2019年10月27日 (日) 00:01時点における版
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	１つの[[ポリゴンメッシュ]]を[[GPU]]~~側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「~~[[ハードウェアインスタンシング]]」という技術がある。		１つの[[ポリゴンメッシュ]]を[[GPU]]側で複製することで[[Drawコール]]を減らして描画を高速化する「[[ハードウェアインスタンシング]]」という技術がある。

	ただ[[MonoGame]]と[[OpenGL]]~~の環境では長らく「new~~ NotImplementedException()」であった。		ただ[[MonoGame]]と[[OpenGL]]の組み合わせの環境では長らく「new NotImplementedException()」であった。

	これがついにMonoGame 3.7で[[OpenGL]]環境でも[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるようになったそうだ。さっそく[[MacOS]]上で試してみた。[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるとなると[[ボリュームレンダリング]]の実装が捗る可能性がある。		これがついにMonoGame 3.7で[[OpenGL]]環境でも[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるようになったそうだ。さっそく[[MacOS]]上で試してみた。[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるとなると[[ボリュームレンダリング]]の実装が捗る可能性がある。

	== HLSLを書く==		==HLSLを書く==
	[[HLSL]]はこんな感じ。今回は移動だけで回転はしていない。 [[Mac]]上で[[HLSL]]を[[コンパイル]]する方法は「 [[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]」および「[[InfinitespaceStudios.Pipeline]]」の項目を参照。		[[HLSL]]はこんな感じ。今回は移動だけで回転はしていない。 [[Mac]]上で[[HLSL]]を[[コンパイル]]する方法は「 [[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]」および「[[InfinitespaceStudios.Pipeline]]」の項目を参照。

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	}		}
	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>
	== C#で呼び出してみる==		==C#で呼び出してみる==
	この[[コード]]は「[[MonoGameのカメラを作る]]」で作ったカメラを使っている。Cameraクラスは[[MonoGame]]標準物ではないので注意。		この[[コード]]は「[[MonoGameのカメラを作る]]」で作ったカメラを使っている。Cameraクラスは[[MonoGame]]標準物ではないので注意。

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	</syntaxhighlight>		</syntaxhighlight>

	== Mac上で動かしてみる==		==Mac上で動かしてみる==
	こんな感じ。[[Mac]]でも[[HLSL]]で書いた[[シェーダー]]が使えてる。なお、[[OpenGL]]系の環境では[[シェーダーモデル]]は3.0までだ。まあSM3.0もあれば元気があれば何でもできる。		こんな感じ。[[Mac]]でも[[HLSL]]で書いた[[シェーダー]]が使えてる。なお、[[OpenGL]]系の環境では[[シェーダーモデル]]は3.0までだ。まあSM3.0もあれば元気があれば何でもできる。

	<movie>https://youtu.be/qU-toUOhvRI</movie>		<movie>https://youtu.be/qU-toUOhvRI</movie>

	== 関連項目==		==関連項目==

	*[[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]		*[[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]
	*[[MonoGameでピクセルシェーダーを使ってテクスチャを貼る‎]]		*[[MonoGameでピクセルシェーダーを使ってテクスチャを貼る‎]]
			*[[ハードウェアインスタンシング]]
			*[[疑似インスタンシング]]
			*[[メッシュベイカー]]
			*[[ドローコール]]

	[[category: MonoGame]]		[[category: MonoGame]]
	[[category: HLSL]]		[[category: HLSL]]

2019年2月25日 (月) 01:45に180.15.192.154による

2019-02-25T01:45:29Z

← 古い版		2019年2月25日 (月) 01:45時点における版
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	１つの[[ポリゴンメッシュ]]を[[GPU]]側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「[[ハードウェアインスタンシング]]」という技術がある。		１つの[[ポリゴンメッシュ]]を[[GPU]]側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「[[ハードウェアインスタンシング]]」という技術がある。

	ただ[[MonoGame]]と[[OpenGL]]の環境では長らく「new NotImplementedException()~~」であった。これがついにMonoGame~~ 3.7で[[OpenGL]]環境でも[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるようになったそうだ。さっそく[[MacOS]]上で試してみた。[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるとなると[[ボリュームレンダリング]]の実装が捗る可能性がある。		ただ[[MonoGame]]と[[OpenGL]]の環境では長らく「new NotImplementedException()」であった。

			これがついにMonoGame 3.7で[[OpenGL]]環境でも[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるようになったそうだ。さっそく[[MacOS]]上で試してみた。[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるとなると[[ボリュームレンダリング]]の実装が捗る可能性がある。

	== HLSLを書く==		== HLSLを書く==
	[[HLSL]]はこんな感じ。今回は移動だけで回転はしていない。 [[Mac]]上で[[HLSL]]を[[コンパイル]]する方法は「 [[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]」および「[[InfinitespaceStudios.Pipeline]]」の項目を参照。		[[HLSL]]はこんな感じ。今回は移動だけで回転はしていない。 [[Mac]]上で[[HLSL]]を[[コンパイル]]する方法は「 [[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]」および「[[InfinitespaceStudios.Pipeline]]」の項目を参照。

imported>Administrator: ページの作成:「１つのポリゴンメッシュをGPU側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「ハードウェアインスタンシン...」

2018-09-03T09:46:56Z

ページの作成:「１つのポリゴンメッシュをGPU側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「ハードウェアインスタンシン...」

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１つの[[ポリゴンメッシュ]]を[[GPU]]側で複製することでDrawコールを減らして描画を高速化する「[[ハードウェアインスタンシング]]」という技術がある。

ただ[[MonoGame]]と[[OpenGL]]の環境では長らく「new NotImplementedException()」であった。これがついにMonoGame 3.7で[[OpenGL]]環境でも[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるようになったそうだ。さっそく[[MacOS]]上で試してみた。[[ハードウェアインスタンシング]]が使えるとなると[[ボリュームレンダリング]]の実装が捗る可能性がある。
== HLSLを書く==
[[HLSL]]はこんな感じ。今回は移動だけで回転はしていない。 [[Mac]]上で[[HLSL]]を[[コンパイル]]する方法は「 [[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]」および「[[InfinitespaceStudios.Pipeline]]」の項目を参照。

<syntaxhighlight lang="text">
// file: effect4.fx

// ----------------------------------------------------------------
// MonoGame PipelineでOpenGL環境の場合は「OPENGL」シンボルが立っている。
// 以下は定型文だと思ってコピペしとけ。
#if OPENGL
#define SV_POSITION POSITION
#define VS_SHADERMODEL vs_3_0
#define PS_SHADERMODEL ps_3_0
#else
#define VS_SHADERMODEL vs_4_0_level_9_1
#define PS_SHADERMODEL ps_4_0_level_9_1
#endif

// ----------------------------------------------------------------
// 呼び出し側(C#)から設定されるグローバル変数（シェーダー内では実質定数）
float4x4 myView : VIEW;
float4x4 myProjection : PROJECTION;

// ----------------------------------------------------------------
// 入出力用の構造体
struct VertexPositionColor
{
float4 Position : POSITION0;
float4 Color : COLOR;
};

// ----------------------------------------------------------------
// バーテックスシェーダー
VertexPositionColor MyVertexShader(
VertexPositionColor input,
float3 position : POSITION1
)
{
// inputの位置をpositionほど移動させる。
// 今回は移動だけ。
// 回転したい場合なども同じ要領でここで変形させる。
input.Position.xyz += position;

// 頂点をカメラから見た座標に変換する。
input.Position = mul( input.Position, mul(myView, myProjection));
return input;
}

// ----------------------------------------------------------------
// ピクセルシェーダー
float4 MyPixelShader(float4 color : COLOR) : COLOR0
{
return color;
}

technique HardwareInstancing
{
pass Pass1
{
VertexShader = compile VS_SHADERMODEL MyVertexShader();
PixelShader = compile PS_SHADERMODEL MyPixelShader();
}
}
</syntaxhighlight>
== C#で呼び出してみる==
この[[コード]]は「[[MonoGameのカメラを作る]]」で作ったカメラを使っている。Cameraクラスは[[MonoGame]]標準物ではないので注意。

<syntaxhighlight lang="csharp">
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;

public class Game1 : Game
{
GraphicsDeviceManager graphics;

Camera camera;
Effect effect;
VertexBuffer triangleVertexBuffer;
IndexBuffer indexBuffer;
DynamicVertexBuffer instanceVertexBuffer;

VertexPositionColor[] vertices = {
new VertexPositionColor(new Vector3(-1, 1, 0), Color.Blue ),
new VertexPositionColor(new Vector3( 1, 1, 0), Color.White),
new VertexPositionColor(new Vector3( 1, -1, 0), Color.Red )
};

Vector3[] instances = new Vector3[] {
new Vector3(0f, 0f, 0f),
new Vector3(1f, 1f, 0f),
new Vector3(2f, 2f, 0f)
};

public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
Content.RootDirectory = "Content";
}

protected override void Initialize()
{
IsMouseVisible = true;
base.Initialize();
}

protected override void LoadContent()
{
// 即席カメラ
camera = new Camera(this);
camera.Position = new Vector3(0, 0, 10);
camera.Target = new Vector3(0, 0, 0);

// エフェクト読み込み
effect = Content.Load<Effect>("effect4");

// バーテックスバッファーを生成
triangleVertexBuffer = new VertexBuffer(
GraphicsDevice,
VertexPositionColor.VertexDeclaration,
vertices.Length,
BufferUsage.WriteOnly);
triangleVertexBuffer.SetData<VertexPositionColor>(vertices);

// インデックスバッファーを生成
var index = new ushort[] { 0, 1, 2 };
indexBuffer = new IndexBuffer(
GraphicsDevice,
IndexElementSize.SixteenBits,
index.Length,
BufferUsage.WriteOnly);
indexBuffer.SetData<ushort>(index);

// インスタンスバッファーを生成
instanceVertexBuffer = new DynamicVertexBuffer(
GraphicsDevice,
new VertexDeclaration(
new VertexElement(
offset: 0,
elementFormat: VertexElementFormat.Vector3,
elementUsage: VertexElementUsage.Position,
usageIndex: 1)),
instances.Length,
BufferUsage.WriteOnly);
instanceVertexBuffer.SetData(instances);

}

protected override void Update(GameTime gameTime)
{
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed || Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Escape))
Exit();

// TODO: Add your update logic here
camera.Angle += 1f;

base.Update(gameTime);
}

protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);

// シェーダーのグローバル変数に値をセットする
effect.Parameters["myView"].SetValue(camera.View);
effect.Parameters["myProjection"].SetValue(camera.Projection);

// バーテックスバッファーを転送
GraphicsDevice.SetVertexBuffers(
new VertexBufferBinding(triangleVertexBuffer, 0, 0),
new VertexBufferBinding(instanceVertexBuffer, 0, 1));

// インデックスバッファーを転送
GraphicsDevice.Indices = indexBuffer;

// インスタンスバッファーを転送
instanceVertexBuffer.SetData(instances, 0, instances.Length, SetDataOptions.Discard);

// 描画
foreach (EffectPass pass in effect.CurrentTechnique.Passes)
{
pass.Apply();

graphics.GraphicsDevice.DrawInstancedPrimitives(
primitiveType: PrimitiveType.TriangleList,
baseVertex: 0,
startIndex: 0,
primitiveCount: vertices.Length / 3,
instanceCount: instances.Length);

}

base.Draw(gameTime);
}
}
</syntaxhighlight>

== Mac上で動かしてみる==
こんな感じ。[[Mac]]でも[[HLSL]]で書いた[[シェーダー]]が使えてる。なお、[[OpenGL]]系の環境では[[シェーダーモデル]]は3.0までだ。まあSM3.0もあれば元気があれば何でもできる。

<movie>https://youtu.be/qU-toUOhvRI</movie>

== 関連項目==
*[[MonoGameでプログラマブルシェーダーを使う]]
*[[MonoGameでピクセルシェーダーを使ってテクスチャを貼る‎]]

[[category: MonoGame]]
[[category: HLSL]]