Qt GUIでVulkanレイヤーと拡張機能の利用可能性を確認する：QVulkanInfoVector::contains()の解説と代替方法

QVulkanInfoVector::contains()は、QVulkanInfoVectorクラスに含まれる関数の一つで、指定された名前を持つVulkanレイヤーまたは拡張機能が存在するかどうかを調べます。

構文

bool QVulkanInfoVector::contains(const QByteArray &name) const;
bool QVulkanInfoVector::contains(const QByteArray &name, int minVersion) const;

引数

• minVersion (オプション): 最小バージョン番号を表す整数値 (2番目のオーバーロードのみ)
• name: 検査対象の名前を表すQByteArrayオブジェクト

戻り値

• 存在しない場合: false
• 検査対象の名前を持つVulkanレイヤーまたは拡張機能が存在する場合: true

詳細

• 2番目のオーバーロードは、nameに一致するレイヤーまたは拡張機能が存在し、かつそのバージョンがminVersion以上であるかどうかを検査します。
• 1番目のオーバーロードは、nameに一致するレイヤーまたは拡張機能が存在するかどうかのみを検査します。バージョンは考慮されません。

// Vulkanレイヤーの名前を検査
QVulkanInfoVector layers;
// ... (レイヤーの情報を読み込む)

if (layers.contains("VK_LAYER_KHRONOS_validation")) {
    // VK_LAYER_KHRONOS_validation レイヤーが存在する
} else {
    // 存在しない
}

// Vulkan拡張機能の名前と最小バージョンを検査
QVulkanInfoVector extensions;
// ... (拡張機能の情報を読み込む)

if (extensions.contains("VK_KHR_swapchain", 1)) {
    // VK_KHR_swapchain 拡張機能が存在し、バージョンが 1 以上
} else {
    // 存在しない、またはバージョンが 1 未満
}

• contains()関数は、Vulkanアプリケーション開発において、必要なレイヤーや拡張機能が利用可能かどうかを確認する際に役立ちます。
• QVulkanInfoVectorは、Vulkan APIに関する情報を格納するために使用されるコンテナクラスです。

• Qt GUIおよびVulkan APIに関する詳細は、公式ドキュメントを参照してください。
• 本解説は、Qt 6.7.1を対象としています。他のバージョンでは、関数名や引数の仕様が異なる場合があります。

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#include <QVulkanInfo>

int main() {
    // Vulkanレイヤーの情報を読み込む
    QVulkanInfo info;
    QVulkanInfoVector layers = info.layers();

    // "VK_LAYER_KHRONOS_validation" レイヤーが存在するかどうかを検査
    if (layers.contains("VK_LAYER_KHRONOS_validation")) {
        // レイヤーが存在する
        qDebug() << "VK_LAYER_KHRONOS_validation レイヤーが存在します";
    } else {
        // レイヤーが存在しない
        qDebug() << "VK_LAYER_KHRONOS_validation レイヤーが存在しません";
    }

    return 0;
}

#include <QVulkanInfo>

int main() {
    // Vulkan拡張機能の情報を読み込む
    QVulkanInfo info;
    QVulkanInfoVector extensions = info.extensions();

    // "VK_KHR_swapchain" 拡張機能が存在し、バージョンが 1 以上であるかどうかを検査
    if (extensions.contains("VK_KHR_swapchain", 1)) {
        // 拡張機能が存在し、バージョンが 1 以上
        qDebug() << "VK_KHR_swapchain 拡張機能が存在し、バージョンは 1 以上です";
    } else {
        // 拡張機能が存在しない、またはバージョンが 1 未満
        qDebug() << "VK_KHR_swapchain 拡張機能が存在しません、またはバージョンが 1 未満です";
    }

    return 0;
}

• 実際のアプリケーションでは、Vulkanライブラリを使用してVulkan APIを呼び出す必要があります。
• これらの例では、QVulkanInfoクラスを使用してVulkan APIに関する情報を取得しています。

• Qt GUIおよびVulkan APIに関する詳細は、公式ドキュメントを参照してください。

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以下に、いくつかの代替方法とそのメリットとデメリットを紹介します。

std::find_if() を使用する

std::find_if()は、範囲内の要素を検索し、特定の条件を満たす最初の要素を返す標準ライブラリの関数です。

#include <algorithm>

bool isLayerNameMatch(const QVulkanLayerInfo &info) {
    return info.name() == "VK_LAYER_KHRONOS_validation";
}

bool isExtensionNameAndVersionMatch(const QVulkanExtensionInfo &info) {
    return info.name() == "VK_KHR_swapchain" && info.version() >= 1;
}

bool layerExists(const QVulkanInfoVector &layers, const char *name) {
    return std::find_if(layers.begin(), layers.end(), isLayerNameMatch) != layers.end();
}

bool extensionExistsAndMeetsVersionRequirement(const QVulkanInfoVector &extensions, const char *name, int minVersion) {
    return std::find_if(extensions.begin(), extensions.end(), [&name, minVersion](const QVulkanExtensionInfo &info) {
        return info.name() == name && info.version() >= minVersion;
    }) != extensions.end();
}

メリット

• isLayerNameMatch()やisExtensionNameAndVersionMatch()のような条件関数を自由に定義できる。
• 標準ライブラリの関数を使用しているので、汎用性が高い。

デメリット

• QVulkanInfoVector::contains()よりも冗長なコードになる可能性がある。

カスタムの検索アルゴリズムを実装する

特定のニーズに合わせた効率的な検索アルゴリズムを独自に実装することもできます。

bool layerExists(const QVulkanInfoVector &layers, const char *name) {
    for (const QVulkanLayerInfo &info : layers) {
        if (info.name() == name) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

bool extensionExistsAndMeetsVersionRequirement(const QVulkanInfoVector &extensions, const char *name, int minVersion) {
    for (const QVulkanExtensionInfo &info : extensions) {
        if (info.name() == name && info.version() >= minVersion) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

メリット

• 状況に合わせて最適化できる。

デメリット

• QVulkanInfoVector::contains()よりもコード量が多くなり、複雑になる可能性がある。

Vulkan APIの関数を使用する

Vulkan APIには、レイヤーや拡張機能の存在を確認するための関数があります。

#include <vulkan/vulkan.h>

bool vk_layer_exists(VkInstance instance, const char *layerName) {
    uint32_t layerCount;
    vkEnumerateInstanceLayerProperties(instance, &layerCount, nullptr);

    if (layerCount == 0) {
        return false;
    }

    VkLayerProperties layerProperties[layerCount];
    vkEnumerateInstanceLayerProperties(instance, &layerCount, layerProperties);

    for (uint32_t i = 0; i < layerCount; ++i) {
        if (strcmp(layerProperties[i].layerName, layerName) == 0) {
            return true;
        }
    }

    return false;
}

bool vk_extension_exists_and_meets_version_requirement(VkInstance instance, const char *extensionName, uint32_t minVersion) {
    uint32_t extensionCount;
    vkEnumerateInstanceExtensionProperties(instance, nullptr, &extensionCount, nullptr);

    if (extensionCount == 0) {
        return false;
    }

    VkExtensionProperties extensionProperties[extensionCount];
    vkEnumerateInstanceExtensionProperties(instance, nullptr, &extensionCount, extensionProperties);

    for (uint32_t i = 0; i < extensionCount; ++i) {
        if (strcmp(extensionProperties[i].extensionName, extensionName) == 0 && extensionProperties[i].version >= minVersion) {
            return true;
        }
    }

    return false;
}