DirectX Tool KitのReadme.txt(Documents) を翻訳してみた。

はじめに

DirectXTKがかなり有用そうなので、理解を深めるためにDirectXTKのReadme.txtの勝手訳をしてみた。Readme.txtはほぼDocumentsと同じ内容である。英語力がないせいでうまく訳せないところもかなりある。でも概要はなんとなくわかった。コンポーネントによっては全然使用してもいないものもあるので的外れな訳もあると思う。理解が深まればおかしなところもわかると思うので都度修正していこうと思っている。

DirectXTK - the DirectX Tool Kit

Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.

July 1, 2013

このパッケージはWindows Store アプリ・Windows 8.x Win32 デスクトップアプリ・Windows Phone 8 アプリ・Windows 7 ・Windows VistaにおいてDirect3D 11 C++コードを書くためのヘルパークラス のコレクションである"DirectX Tool Kit"を含んでいる。

このコードはVisual Studio 2010,2012,2013でビルドできるように設計されている。DirectXMathライブラリやオプションDXGI 1.2ヘッダーのような機能はWinodws 8.X SDKが必要である。Visual 2012,2013は必要なWindows SDKを含んでいるが、Visual 2010はWindows 8.x SDKを単独でインストールしなくてはならない。 VS2010でWindows 8.x SDKを使用するための詳細についてVisual C++ Team Blogに記載されている。

http://blogs.msdn.com/b/vcblog/archive/2012/11/23/using-the-windows-8-sdk-with-visual-studio-2010-configuring-multiple-projects.aspx

これらのコンポーネントはDirectX SDKを必要とせずに動作するように設計されている。詳細については「Where is the DirectX SDK? 」を確認すること。

ディレクトリ構造

Inc\
    共通ヘッダーファイル(DirectX名前空間に存在):

    SpriteBatch.h - シンプルで効率的な2Dスプライト描画
    SpriteFont.h - ビットマップベースのテキスト描画
    Effects.h - 共通描画タスクのためのビルトインシェーダーのセット
    PrimitiveBatch.h - シンプルで効率的なプリミティブの描画方法
    GeometricPrimitive.h - 立方体や球のような基本的な図形を描画する
    Model.h - .CMOや.SDKMESHファイルからロードし、簡単にメッシュを描画する。
    CommonStates.h - 一般的に使用されるD3D状態オブジェクトを提供するためのファクトリ
    VertexTypes.h - 一般的に使用される頂点データフォーマットのための構造体
    DDSTextureLoader.h - 軽量なDDSファイルテクスチャーローダー
    WICTextureLoader.h - WICベースのイメージファイルテクスチャーローダー
    ScreenGrab.h - 軽量なスクリーンショット保存
    SimpleMath.h - 簡素化されたDirectXMathのC++ラッパー

Src\
    DirectXTK ソースファイルおよび内部実装のためのヘッダー

MakeSpriteFont\
    SpriteFontライブラリを使用するためのバイナリ・リソースを生成するために使用するコマンドラインツール

パッケージのすべての内容物とソースコードはMicrosoft Public License（Ms-PL）により制限される。

最新のDirectXTK、さらに詳細なドキュメント、フォーラム、バグレポート、機能リクエストについては下記のCodeplexサイトに訪れてほしい。

SpriteBatch

これはXNA Game Studioと同一の機能・APIを提供するSpriteBatchヘルパーのネイティブD3D11実装である。

初期化

    std::unique_ptr<SpriteBatch> spriteBatch(new SpriteBatch(deviceContext));

簡単な描画

    spriteBatch->Begin();
    spriteBatch->Draw(texture, XMFLOAT2(x, y));
    spriteBatch->End();

Drawメソッドはパラメータ制御のためたくさんのオーバーロードがある。

• XMFLOAT2,XMVECTOR,RECTによる座標指定
• スプライト・シートの部分を描画するためのソース矩形(オプション)
• 色指定
• 回転（ラジアン）
• 原点（位置、スケーリング、回転）
• スケーリング（拡大・縮小）
• レイヤー深度(スプライト並び替えのための)

並び替え

SpriteBatch::Beginメソッドの最初の引数はSpriteSortMode列挙型である。最も効率的に描画をしたい場合、SpriteSortMode_Deferredを使用し（スプライトをバッチ処理し、Endメソッドが呼び出された時にGPUにすべてを転送する）、テクスチャの描画順ですべてを手動で描画する。もしテクスチャーの描画順で描画できない場合、2番目に効率的な方法としては、自動的にソートするSpriteSortMode_Textureを指定する。

複数の深度レイヤーでシーンを描画するとき、SpriteSortMode_BackToFrontもしくはSpriteSortMode_FrontToBackを指定することにより呼び出しのたびにlayerDepth引数によってソートする。

SpriteSortMode_Immediateはバッチ処理を無効化し、スプライトごとにD3D描画命令を分割して送信する。これは非常に高コストな処理だが、まれなケースだがスプライトごとに異なるシェーダー定数をセットする必要があるときに便利である。

複数のSpriteBatchインスタンスは軽量である。異なるソートモードで同時にBeginメソッドを呼び出し、シーン中に任意の順序で異なるバッチにスプライトを送信し、描画したいスプライトグループ順でEndメソッドを呼び出す場合にSpriteBatchインスタンスをいくつか作成することは合理的である。

アルファ ブレンディング

アルファブレンディングは事前乗算済みアルファを使用することが既定である。ストレート アルファ テクスチャを使用するにはオプションのコールバックを通じてブレンドモードをオーバーライドする。

    CommonStates states(deviceContext);

    spriteBatch->Begin(SpriteSortMode_Deferred, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr, [=]
    {
        deviceContext->OMSetBlendState( states.NonPremultiplied(), nullptr, 0xFFFFFFFF);
    });

カスタム描画ステート

既定ではSpriteBatchは事前乗算済みアルファブレンドを使用し、深度バッファは使用せず、左回りでカリングし、テクスチャアドレス指定は線形補完を使用する。これらのステートはSpriteBatch::Beginメソッドにカスタムステートオブジェクトを渡すことで変更できる。既定のステートを使用するにはすべての引数にnullを渡す。

カスタムピクセルシェーダーかカスタム頂点シェーダーでSpriteBatchを使用する（ブルームやブラーのようなエフェクトを後処理したい場合）には、ステートを設定するコールバック関数をsetCustomShadersの引数に指定する。

    spriteBatch->Begin(SpriteSortMode_Deferred, nullptr, nullptr, nullptr, nullptr, [=]
    {
        deviceContext->PSSetShader(...);
        deviceContext->PSSetConstantBuffers(...);
        deviceContext->PSSetShaderResources(...);
    });

SpriteBatchは自動的にDraw呼び出しのたびに、記述されたテクスチャをピクセルシェーダーリソース#0にセットする。そのためカスタマイズされたシェーダーで追加テクスチャが必要な場合はPSSetResourcesメソッドを呼び出す必要がある。

SpriteBatch::BeginメソッドはtransformMatrixパラメータを持ち、シーン全体のスケーリング・移動のようなグローバル変換のために使用できる。

スレッド・モデル

生成はすべて非同期であるので、異なるスレッドで同時複数のSpriteBatchをインスタンス化することができる。それぞれのSpriteBatchインスタンスは同時に1つのスレッドからのみ描画をサポートしているが、もしD3D11遅延コンテキストごとにSpriteBatchを生成しているのであれば複数のスレッドでスプライト（描画）を同時に送信できる。

参考資料

http://www.shawnhargreaves.com/blogindex.html#spritebatch
http://blogs.msdn.com/b/shawnhar/archive/2010/06/18/spritebatch-and-renderstates-in-xna-game-studio-4-0.aspx
http://www.shawnhargreaves.com/blogindex.html#premultipliedalpha

SpriteFont

これはXNA Game StudioのSpriteFontの機能を倣い、ビットマップフォーマットでフォントを構築するMakeSpriteFontコマンドツールを追加した、ビットマップフォント描画のネイティブD3D11実装である。 Direct2DやDirectWriteよりも機能は十分でないが、簡単・軽量に描画したいときに使えるだろう。

ビルド時

    MakeSpriteFont.exe "Comic Sans" myfile.spritefont /FontSize:16

初期化

    std::unique_ptr<SpriteBatch> spriteBatch(new SpriteBatch(deviceContext));
    std::unique_ptr<SpriteFont> spriteFont(new SpriteFont(device, L"myfile.spritefont"));

フォントの描画

    spriteBatch->Begin();
    spriteFont->DrawString(spriteBatch.get(), L"Hello, world!", XMFLOAT2(x, y));
    spriteBatch->End();

Drawメソッドはカラー・回転・原点・スケーリング・縦横反転・レイヤー深度を制御するための引数を持ついくつかのオーバーロードを持つ。これらはSpriteBatch::Drawメソッドのパラメータと同様の働きをする。

SpriteFontは3つのコンストラクタを持つ。

• MakeSpriteFontによって作成されたバイナリファイルを読むためのファイルネームを渡す。
• 他の方法ですでに読み込みされたMakeSpriteFontバイナリのバッファを渡す。
• MakeSpriteFontの使用を回避したい場合はGlyph構造体の配列を渡す。

フォントに含まれない文字をMeasureStringするか描画しようとした場合、既定では例外が発生する。見つからない場合自動的に代替表示する文字を指定するにはSetDefaultCharacterメソッドを使用すること。

この実装はスパース・フォントをサポートしているため、もし中国語、日本語、韓国語にローカライズしたい場合あなたのプログラムに必要な文字のみを含むspritefontを構築することができる。CJK文字はDirect3Dテクスチャーに収めるには文字数が多すぎるので、通常CJK言語には良いアイデアである（もしCJK文字がすべて必要なら、Direct2DかDirectWriteが良い選択である ）。SpriteFont はRTLレイアウトもしくは文字の組み合わせはサポートしていないので、アラビア文字やタイのような 複合レイアウトを伴う言語では使えない。

MakeSpriteFontツールはシステムのインストールされているTrueTypeフォント(GDI+を使用してビットマップにラスタライズする)を処理するか、特別 にフォーマットされたビットマップファイルからグリフをインポートすることができる。オプションによりマルチカラーフォント、グリフテクスチャーにグラデーションか影付きエフェクトでの描画が可能である。文字は左上から右下整列されたグリッドで調整される。モノクロフォントは文字部分には白、透明部分には黒を使用する。マルチカラーキャラクターを含めるには、ビットマップにアルファチャネルを追加し、各々の文字を塗りつぶすように制御して使用するようにする。文字間のスペースとグリッドの協会は明るいピンクで塗りつぶされる（赤=255,緑=0,青=255）。もしグリッドがたくさんの空白を含んでいてもコンバーターが文字を再調整し、可能な限り小さくファイルに納めるするので気にする必要はない。

MakeSpriteFontツールのコマンドラインオプション

/CharacterRegion:<region>

フォントに含まれるUnicodeコードポイントを指定する。 １つ以上のリージョンを繰り返し指定できる。指定しない場合既定のASCII範囲（32-126）を使用する。

例：
/CharacterRegion:a-z
/CharacterRegion:0x1200-0x1250
/CharacterRegion:0x1234

/DefaultCharacter:<value>

フォントに含まれないコードポイントの代わりに使用する文字を指定する。 　　　　 0の場合、「文字が見つからない」例外を投げる。

/FontSize:<value>
/FontStyle:<value>

TrueTypeフォントのサイズとスタイル(太字や斜体)を指定する。ビットマップフォントを変換する場合は無視される。

/LineSpacing:<value>
/CharacterSpacing:<value>

行間・文字間のスペース量を設定する。0は既定、負値は狭く、正値は広くなる。

/TextureFormat:<value>

テクスチャの出力形式を指定する。

Auto

既定値。モノクロかマルチカラーのフォントによりCompressedMonoかRgba32を自動的に選択する。

Rgba32

高品質でマルチカラーフォントをサポートするが、容量は大きくなる。

Bgra4444

このフォーマットはDirectX 11.1ランタイムとWDDM 1.2ドライバーを必要とするので、Windows StoreアプリやWindows Phone上でカラーフォントのための良い選択となる。

CompressedMono

最もデータ量の小さいフォーマットですべてのD3Dバージョンで動作するけれども、モノクロフォントデータしかサポートしない。この形式では特別なBC2エンコーダーを使用する。詳細はSpriteFontWriter.csのコメントを見ること。

/NoPremultiply

既定ではフォントテクスチャーは事前乗算済みアルファフォーマットを使用する。もしあなたが補完/直接アルファをかわりに使用したいのならこのフラグをセットする。

/DebugOutputSpriteSheet:<filename>

テクスチャーの生成結果をビットマップファイルに出力する（MakeSpriteFontツールをデバックするときに有用であるので、利用者がこのオプションを試してみる必要はない）。

参考情報

http://blogs.msdn.com/b/shawnhar/archive/2007/04/26/bitmap-fonts-in-xna.aspx
http://create.msdn.com/en-US/education/catalog/utility/bitmap_font_maker

Effects

これはXNA Game Studioと同一の機能とAPIを提供する5つのビルトインエフェクトのD3D11ネイティブ実装である。

• BasicEffectはテクスチャマッピング・頂点カラー・方向ライティング・フォグをサポートする。
• AlphaTestEffectはピクセルごとのアルファ・テストをサポートする。
• DualTextureEffectは2階層のマルチテクスチャ（ライトマップもしくは詳細テクスチャのための）をサポートする。
• EnvironmentMapEffectはキューブ環境マッピングをサポートする。
• SkinnedEffectはスキン・アニメーションをサポートする。

初期化

    std::unique_ptr<BasicEffect> effect(new BasicEffect(device));

エフェクトパラメータの設定

    effect->SetWorld(world);
    effect->SetView(view);
    effect->SetProjection(projection);

    effect->SetTexture(cat);
    effect->SetTextureEnabled(true);

    effect->EnableDefaultLighting();

エフェクトの描画

    effect->Apply(deviceContext);

    deviceContext->IASetInputLayout(...);
    deviceContext->IASetVertexBuffers(...);
    deviceContext->IASetIndexBuffer(...);
    deviceContext->IASetPrimitiveTopology(...);

    deviceContext->DrawIndexed(...);

エフェクトの頂点シェーダーの入力に合う入力レイアウトの作成

    // First, configure effect parameters the way you will be using it. Turning
    // lighting, texture map, or vertex color on/off alters which vertex shader
    // is used, so GetVertexShaderBytecode will return a different blob after
    // you alter these parameters. If you create an input layout using a
    // BasicEffect that had lighting disabled, but then later enable lighting,
    // that input layout will no longer match as it will not include the
    // now-necessary normal vector.

    void const shaderByteCode;
    size_t byteCodeLength;

    effect->GetVertexShaderBytecode(&shaderByteCode, &byteCodeLength);

    device->CreateInputLayout(VertexPositionNormalTexture::InputElements,
                              VertexPositionNormalTexture::InputElementCount,
                              shaderByteCode, byteCodeLength,
                              pInputLayout);

    std::unique_ptr<PrimitiveBatch<VertexPositionColor>> primitiveBatch(new PrimitiveBatch<VertexPositionColor>(deviceContext));

    std::unique_ptr<BasicEffect> basicEffect(new BasicEffect(device));

    basicEffect->SetProjection(XMMatrixOrthographicOffCenterRH(0, screenHeight, screenWidth, 0, 0, 1));
    basicEffect->SetVertexColorEnabled(true);

    void const shaderByteCode;
    size_t byteCodeLength;

    basicEffect->GetVertexShaderBytecode(&shaderByteCode, &byteCodeLength);

    ComPtr<ID3D11InputLayout> inputLayout;

    device->CreateInputLayout(VertexPositionColor::InputElements,
                              VertexPositionColor::InputElementCount,
                              shaderByteCode, byteCodeLength,
                              &inputLayout);

線を描画するには

    basicEffect->Apply(deviceContext);
    deviceContext->IASetInputLayout(inputLayout.Get());

    primitiveBatch->Begin();
    primitiveBatch->DrawLine(VertexPositionColor(...), VertexPositionColor(...));
    primitiveBatch->End();

PrimitiveBatchは5つの描画メソッドを提供する。

• DrawLine(v1, v2)
• DrawTriangle(v1, v2, v3)
• DrawQuad(v1, v2, v3, v4)
• Draw(topology, vertices, vertexCount)
• DrawIndexed(topology, indices, indexCount, vertices, vertexCount)

最適化

最大のパフォーマンスのためにはBegin/Endブロックを可能な限り少なくする。これはオーバーヘッドを縮小しバッチの能力を最大化する。

PrimitiveBatchのコンストラクタは確保するインデックスと頂点バッファを確保するために記述することを許可する。あなたは処理負荷に応じてこれらの値をいじるかインデックスのない図形の描画を意図しているのであればインデックスバッファの生成をスキップするためにmaxIndicesの値を0にする。

スレッドモデル

おのおののPrimitiveBatchインスタンスは同時に一つのスレッドからの描画のみサポートしているが、もしD3D11遅延コンテキストごとにPrimitiveBatchインスタンスを作成しているのであれば複数のスレッドで同時に描画することは可能である。

GeometricPrimitive

これは、簡単な幾何図形を描画するためのヘルパーである。

• 立方体（別名 六面体）
• 球
• 多角形の面で構成された球
• 円柱
• 円錐
• トーラス
• 四面体
• 八面体
• 十二面体
• 二十面体
• ティーポット

初期化

std::unique_ptr<GeometricPrimitive> shape(GeometricPrimitive::CreateTeapot(deviceContext));

簡単な描画

shape->Draw(world, view, projection, Colors::CornflowerBlue);

描画命令はオプションのテクスチャーパラメータ、ワイヤーフレームフラグ、既定の描画ステートをオーバーライドして使用することができるコールバックファンクションを受け付ける。

shape->Draw(world, view, projection, Colors::White, catTexture, false, [=]
{
   deviceContext->OMSetBlendState(...);
});

これはデバイスコンテキスト上で描画される幾何プリミティブによって共有されるBasicEffect を使用する。

拡張描画

IEffect myeffect = ...

Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D11InputLayout> inputLayout;
shape->CreateInputLayout( myeffect, &inputLayout );

shape->Draw( myeffect, inputLayout.Get() );

CommonStates states(deviceContext);

shape->Draw(world, view, projection, Colors::White, catTexture, false, [=]
{
    deviceContext->OMSetBlendState( states.NonPremultiplied(), nullptr, 0xFFFFFFFF);
});

EffectFactory fx( device );
auto teapot = Model::CreateFromCMO( device, L"teapot.cmo", fx );

auto tiny = Model::CreateFromSDKMESH( device, L"tiny.sdkmesh", fx );

CommonStates states(device);

XMMATRIX local = XMMatrixTranslation( 1.f, 1.f, 1.f );
local = XMMatrixMultiply( world, local );
tiny->Draw( context, states, local, view, projection );

tiny->UpdateEffects([&](IEffect effect)
{
    auto lights = dynamic_cast<IEffectLights>(effect);
    if ( lights )
    {
        XMVECTOR dir = XMVector3Rotate( g_XMOne, quat );
        lights->SetLightDirection( 0, dir );
    }
    auto fog = dynamic_cast<IEffectFog>(effect);
    if ( fog )
    {
        fog->SetFogEnabled(true);
        fog->SetFogStart(6); // assuming RH coordiantes
        fog->SetFogEnd(8);
        fog->SetFogColor(Colors::CornflowerBlue);
    }
});

ModelMeshPart::ModifyEffectを呼び出すことによって与えられた部分(モデルローダーにより準備された既定のエフェクトをオーバーするような場合)によって使用されるエフェクトインスタンスを変更することが可能である。

必ず UpdateEffects が使用するキャッシュが正しく更新されるように、影響を受ける ModelMesh インスタンスを参照するすべてのモデルインスタンスで Model::Modified を呼び出すこと。これは適切なModelMeshPart::inputLayoutを再生成する。

前述のように、ModelMeshPart::effect によって直接参照される効果を変更するのではなく、オーバーライドとしてカスタム エフェクトを使用して、モデルのすべてまたは一部をレンダリングすることが可能である。

アルファ・ブレンディング

アルファブレンドモデルの適切な描画は複雑な手続きになりがちである。ModelMeshPartは関連した部分が不透明かどうかを示すbool値（isAlpha = false）を持っているか、いくつかの透明度の値を持っている（isAlpha = true）。Model::Drawルーチンは最初に不透明部分を描画し、それからアルファ部分を描画するための基本的なロジックを実行する。詳細な制御は最初にすべてのメッシュのすべての不透明部分を描画し、次に最初に戻りすべてのアルファ部分を描画するために使用できるModelMesh::Drawによって提供される。

事前乗算済みアルファモードかストレートアルファモードを示すために、 ModelMesh::pmalphaが既定のパラメーター(既定ではテクスチャーファイルがストレートアルファである場合はfalseを示す)によって制御されているさまざまなローダー関数によって設定される。もしDirectXTexのtexconv ツールで-pmalphaオプションを指定してテクスチャーを作成した場合、pmalphaにはtrueを設定すべきである。

カスタム描画ステート

すべての描画メソッドは図形が描画されるときにステートを変更するために使用することができるsetCustomState コールバックを提供している。

 
tiny->Draw( context, states, local, view, projection, false, &
{
    ID3D11ShaderResourceView srv = nullptr;
    context->PSSetShaderResources( 0, 1, &srv );
});

もしModelMeshPartがadjacency（ModelMeshPart::primitiveTypeがD3D_PRIMITIVETOPOLOGY_ADJである等）の場合、DirectX11のフィーチャーレベルは10.0以上を必要とする。もしテッセレーションを使用する(D3D_PRIMITIVETOPOLOGY?_CONTROL_POINT_PATCHLISTなど)場合、DirectX11のフィーチャーレベルは11.0以上を必要とする。

ModelMeshPart中のプリミティブの最大数はフィーチャーレベルに依存している(フィーチャーレベル9.1の場合65535,9.2か9.3の場合1048575,10.0以上の場合4294967295 )ことに留意すること。

スレッド・モデル

ModelMeshPartはデバイスコンテキストではなくデバイスに結びついている。これはモデルの生成/ロードがフリースレッドであることを意味する。描画はイミディエイトコンテキストか遅延コンテキスト上お香ことができるがデバイスコンテキストはスレッドフリーではないことに留意すること。

CommonStates

CommonStatesクラスはよく使われるD3D描画ステートの組み合わせを簡単に設定するためのファクトリである。

初期化

std::unique_ptr<CommonStates> states(new CommonStates(device));

デバイスステートセットするヘルパーをセットするには

deviceContext->OMSetBlendState(states->Opaque(), Colors::Black, 0xFFFFFFFF);
deviceContext->OMSetDepthStencilState(states->DepthDefault(), 0);
deviceContext->RSSetState(states->CullCounterClockwise());

auto samplerState = states->LinearWrap();
deviceContext->PSSetSamplers(0, 1, &samplerState);

使用できる状態

    ID3D11BlendState Opaque();
    ID3D11BlendState AlphaBlend();
    ID3D11BlendState Additive();
    ID3D11BlendState NonPremultiplied();

    ID3D11DepthStencilState DepthNone();
    ID3D11DepthStencilState DepthDefault();
    ID3D11DepthStencilState DepthRead();

    ID3D11RasterizerState CullNone();
    ID3D11RasterizerState CullClockwise();
    ID3D11RasterizerState CullCounterClockwise();
    ID3D11RasterizerState Wireframe();

    ID3D11SamplerState PointWrap();
    ID3D11SamplerState PointClamp();
    ID3D11SamplerState LinearWrap();
    ID3D11SamplerState LinearClamp();
    ID3D11SamplerState AnisotropicWrap();
    ID3D11SamplerState AnisotropicClamp();

WRL::ComPtr<ID3D11Texture2D> backBuffer;
hr = pSwapChain->GetBuffer( 0, __uuidof( ID3D11Texture2D ), ( LPVOID )&backBuffer );
if ( SUCCEEDED(hr) )
{
    hr = SaveWICTextureToFile( pContext, backBuffer, GUID_ContainerFormatBmp, L"SCREENSHOT.BMP" ) );
}

スレッドモデル

これらの関数はID3D11DeviceContextを使用するため、スレッドセーフではない。

参考資料

http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=248926
http://blogs.msdn.com/b/chuckw/archive/2010/02/05/the-dds-file-format-lives.aspx

SimpleMath

SimpleMath.hはDirectXMath SIMD ベクトル/行列計算APIをC++インターフェースで簡単に利用できるようにするためのラッパーである。それはXNA Game Studio math APIに似たオペレータ・オーバーロード、メソッド、名前の型を提供している、

• Vector2
• Vector3
• Vector4
• Matrix
• Quaternion
• Plane
• Ray
• Color

なぜDirectXMathをラップしたのか？

DirectXMathはX86/X64でコンパイルされるときはSSE SIMDイントリンシック、Windows RTやWindows PhoneのようなARMプラットフォームでコンパイルされるときはARM NEON 命令セットを使用する高度に最適化されたベクトルと行列の演算関数を提供している。効果的にSIMDを使用するように設計されている欠点としては幾分取扱いが難しくなっていることである。開発者は正しい型の使い方を把握しなければならず(XMVECTORのようなSIMDレジスター型とXMFLOAT4のようなメモリストレージ方の違いを理解する)、SIMDのためのヒープ配置のアラインメントを正しく調整するように気を付けなければならず、SIMDレジスターから個々の構成にアクセスすることのないように慎重にコードを実装したりしなければならない。 この複雑さはSIMDのパフォーマンスを最適化するために必要なのであるが、そんなに手間をかけずに作業したいときもある。

SimpleMathを導入しよう

これらの型はDirectXMathのメモリーストレージ型（Vector3のインスタンスはXMFLOAT3を継承している）なので、それらはSIMDのアラインメントを気にすることなしに任意の位置に保存することができ、そして個々のコンポーネントはSIMDアクセサ関数の呼び出しに悩まされることなしにアクセスできる。しかしXMFLOAT3と異なり、Vector3型はたくさんのメソッドとオーバーロードオペレータが定義されており、XMVECTORに値を最初にロードすることなしに直接操作することが可能である。Vector3 はXMVECTORに自動的に変換するオペレータが定義されているので、低レベルのDirectXMathの型で書かれたメソッドに直接値を渡すことができる。

もしそれがひどくわかりにくく聞こえるなら、短くいうとSimpleMath型はあなたが想像しているものとだいたい同じ作業ととなる。

今あなたは落とし穴はどこだ？と不思議がらねばならない。そしてもちろんある。SimpleMathは前後でメモリーとSIMDレジスター間を自動的に変換することによってSIMDプログラミングの複雑さを隠すために、追加ロード・ストア命令を生成する傾向がある。これはSIMDのロードおよびストアがプログラマーの明確なコントロールのもとで行われる低レベルなDirectXMathのアプローチと比較してかなりのオーバーヘッドがある。

あなたは下記のときにSimpleMathを使用すべきである。

• C# XNA型に似たC++の演算ライブラリをさがしている。
• C#からC++にXNAコードを移植する。
• 実行時効率を費やしプログラマーの効率（簡素、可読性、開発スピード）を最適化したいとき

下記のようなときはDirectXMath APIの基礎に進むべきである。

• 可能な限り高速なコードを生成したい。
• SIMDでアルゴリズムを表現するために必要な水平思考を楽しみたいとき

これはどちらかを決定する必要はない。SimpleMath型は自身でDirectXMath型にそれらを変換する方法を知っているので、それらを混ぜたり合わせるのは容易である。SimpleMath型を可読性や開発時間を重要視するような部分に使用し、実行時の効率が重要であるパフォーマンスのホットスポットのためにDirectXMathを使用することができる。

RELEASE HISTORY

この部分は省略。。