QtShader Tools 概要

QtShader Tools モジュールは、Khronos SPIR-V Web サイトで説明されている SPIR-V オープンソースエコシステムをベースにしています。SPIR-Vへのコンパイルにはglslangが使用され、翻訳と反映はSPIRV-Crossを介して行われます。

Qtアプリケーションやライブラリでシェーダーコードを一度だけ記述するために、すべてのシェーダーは単一の言語で記述され、それがSPIR-Vにコンパイルされることが期待されています。このシェーディング言語は、現時点ではVulkan互換のGLSLです。これは、Qt 5.xが期待するOpenGLスタイルのGLSLとは異なります。違いの概要についてはGL_KHR_vulkan_glslspecificationを参照してください。

GLSL、HLSL、Metal Shading Languageなどの他のシェーディング言語のソースコードは、SPIR-Vバイトコードをリフレクション情報（入力、出力、シェーダーリソース）とともに翻訳して生成されます。特にGLSLについては、複数のバリアント、つまりGLSL ES 100、GLSL ES 300、GLSL 120および150といった異なるGLSLバージョンに適したソースコードも生成されます。そして、これをシリアライズ可能なQShader コンテナオブジェクトにまとめ、通常は.qsb ファイルとしてディスクに保存します。Qt Rendering Hardware Interface は、QShader インスタンスを直接消費し、実行時に使用するグラフィックス API に最適なシェーダーソースまたはバイトコードを選択します。QShader オブジェクトは通常、アプリケーションに同梱されている.qsb ファイル、または Qt Resource System の Qt 自身からデシリアライズされます。

プラットフォームによっては、シェーダーのソースコードを SPIR-V に似た中間フォーマットにコンパイルするオプションを提供しています。これには、プラットフォーム固有のツールを実行する必要があります。Direct 3D の場合、qsb ツールは、HLSL ソースコードが生成されると、Windows SDK から fxc ツールを呼び出すオプションを提供します。このツールは、HLSL ソースコードをfxc によって生成されたDXBC バイナリに置き換えます。これは、コンパイルの第一段階（HLSLソースからDXBCへのコンパイル） をアプリケーション自身で行う必要がなくなるため、アプリケーションのランタイムパフォー マンスにプラスの効果をもたらす可能性がある。macOS と iOS については、XCode SDK が同様のツールを提供しています。このアプローチの欠点は、これらのツールの実行がそれぞれのプラットフォーム上でしかできないことだ。そのため、アプリケーションのビルド時にシェーダー・コンディショニングを行うことで、暗黙のうちにターゲット・プラットフォームと、どのプラットフォーム固有のツールを呼び出すことができるかについて必要な知識が得られるため、qsb の CMake 統合と組み合わせて使用するのが最適です。

次の図は、qsb ツールを呼び出す間に起こるステップを説明しています：

Qt シェーダー・コンディショニング・システムの主なコンポーネントは次のとおりです：

• qsb コマンドラインツール
• qsb ツールの CMake インテグレーション
• QShader ( モジュールの一部)QtGui
• QShaderBaker (このモジュールの一部、 ツールに相当するライブラリ)qsb

典型的な使用例Qt Quick

アプリケーション開発者は通常、次のいずれかを持つQt Quick シーンにおいてカスタムシェーダーコードを扱います：

• ShaderEffect 項目
• QQuickItem QSGMaterial をサブクラス化することによって構築されたカスタム マテリアルと組み合わせてシーン グラフ ノードを使用するサブクラス。

例えば、次の QML スニペットを考えてみましょう：

ShaderEffect {
    width: 100; height: 100
    fragmentShader: "myeffect.frag.qsb"
}

ここで、fragmentShader のURLは、.qml ファイルの場所から相対的に、.qsb ファイルを参照しています。アプリケーションは、.qml ファイルの隣にmyeffect.frag.qsb を配置します。このファイルをVulkanスタイルのGLSLソースから生成するには（これ自体はアプリケーションと一緒に出荷する必要はありません）、アプリケーションは直接またはCMake経由でqsb ツールを使用する必要があります。

Qt Quick 3Dでの典型的な使用例

Qt Quick 3D は、 モジュールを直接使用して、実行時にシェーダー・コンディショニングを行います。さらに、シェーダー・コンパイラーや他のツールへのランタイム依存が理想的でない場合に備えて、ビルド時にマテリアルのシェーダーを事前に生成するためのソリューションも提供します。いずれの場合も、 3D独自のフレームワークとツールによってカプセル化されているため、開発者は ツールで直接作業する必要はありません。Shader Tools Qt Quick qsb