Vulkan レンダラーで物理デバイス消失時の処理をカスタマイズ：QVulkanWindowRenderer::physicalDeviceLost()の代替方法とカスタムクラス作成

QVulkanWindowRenderer::physicalDeviceLost() は、Qt GUIにおける Vulkan レンダラークラス QVulkanWindowRenderer の仮想関数です。この関数は、物理デバイスが失われた場合に呼び出されます。物理デバイスとは、Vulkan API でグラフィック処理を実行するために使用するハードウェアコンポーネントを指します。

物理デバイスが失われる状況

物理デバイスが失われる状況は以下の通りです。

• システムの休止状態からの復帰
  システムが休止状態から復帰すると、グラフィックハードウェアの状態が変化する可能性があり、Vulkan API は物理デバイスを再初期化する必要がある場合があります。再初期化が失敗すると、物理デバイスが失われたとみなされます。
• ドライバのクラッシュ
  グラフィックドライバがクラッシュすると、Vulkan API は物理デバイスとの通信を失い、失われたとみなされます。
• グラフィックカードの取り外し
  コンピュータからグラフィックカードを取り外すと、Vulkan API はそのデバイスを認識できなくなり、失われたとみなされます。

physicalDeviceLost() 関数の役割

physicalDeviceLost() 関数は、物理デバイスが失われた場合にアプリケーションが適切に処理できるようにするために呼び出されます。この関数のデフォルトの実装は空ですが、アプリケーション開発者は独自の処理を実装することができます。

独自の処理を実装する場合

独自の処理を実装する場合は、以下の点に注意する必要があります。

• ユーザーに通知する
  ユーザーが物理デバイスが失われたことを認識できるように、アプリケーションで適切な通知を表示する必要があります。
• レンダリングを停止する
  物理デバイスが失われた後は、レンダリングを停止する必要があります。これには、QVulkanWindowRenderer::setSurface() 関数を使用して新しいサーフェスを設定し、レンダリングパイプラインを再構築することが含まれます。
• Vulkan API の呼び出しを避ける
  物理デバイスが失われた後は、Vulkan API の呼び出しは失敗する可能性があります。そのため、この関数内では Vulkan API の呼び出しを避ける必要があります。

physicalDeviceLost() 関数は、Vulkan レンダラーを使用するアプリケーションでのみ使用されます。OpenGL レンダラーを使用する場合は、この関数は呼び出されません。

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#include <QVulkanWindowRenderer>

class MyVulkanWindowRenderer : public QVulkanWindowRenderer
{
public:
    void physicalDeviceLost() override
    {
        // Vulkan API の呼び出しを避ける
        // ...

        // レンダリングを停止する
        setSurface(nullptr);
        // ...

        // ユーザーに通知する
        QMessageBox::information(this, tr("Vulkan Error"), tr("Physical device lost."));
    }
};

このコードでは、physicalDeviceLost() 関数内で以下の処理が行われます。

1. Vulkan API の呼び出しを避けるために、コメントで囲まれています。
2. setSurface(nullptr) 関数を使用して新しいサーフェスを設定し、レンダリングを停止します。
3. QMessageBox::information() 関数を使用して、ユーザーに物理デバイスが失われたことを通知します。

このコードはあくまで例であり、アプリケーションの要件に応じて変更する必要があります。

• ユーザーへの通知方法も、アプリケーションの設計に応じて変更する必要があります。
• 実際のアプリケーションでは、レンダリングパイプラインの再構築など、より複雑な処理が必要になる場合があります。

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しかし、physicalDeviceLost() 関数にはいくつかの欠点があります。

• 複雑な処理が必要になる場合がある
  実際のアプリケーションでは、レンダリングパイプラインの再構築など、より複雑な処理が必要になる場合があります。
• Vulkan API の呼び出しを避ける必要がある
  物理デバイスが失われた後は、Vulkan API の呼び出しは失敗する可能性があります。そのため、この関数内では Vulkan API の呼び出しを避ける必要があります。
• デフォルトの実装が空である
  この関数のデフォルトの実装は空であり、アプリケーション開発者は独自の処理を実装する必要があります。

これらの欠点を克服するために、physicalDeviceLost() 関数の代替方法をいくつか検討することができます。

QObject::connect() を使用してシグナルを接続する

QVulkanWindowRenderer クラスは、physicalDeviceAboutToBeLost() というシグナルを発行します。このシグナルは、物理デバイスが失われる前に発行されます。このシグナルを QObject::connect() 関数を使用してスロットに接続することで、物理デバイスが失われる前に処理を行うことができます。

connect(renderer, &QVulkanWindowRenderer::physicalDeviceAboutToBeLost, this, &MyClass::handlePhysicalDeviceAboutToBeLost);

この方法の利点は、Vulkan API の呼び出しを避ける必要がなく、物理デバイスが失われる前に処理を行うことができることです。

QTimer を使用して定期的にポーリングする

QTimer クラスを使用して、定期的に物理デバイスの状態をポーリングすることができます。物理デバイスが失われた場合は、ポーリングタイマーのスロットで処理を行うことができます。

QTimer timer(this);
connect(&timer, &QTimer::timeout, this, &MyClass::checkPhysicalDeviceStatus);
timer.start(1000); // 1秒ごとにポーリング

この方法の利点は、Vulkan API の呼び出しを避ける必要がなく、シンプルな実装で済みます。

カスタム Vulkan レンダラークラスを作成する

QVulkanWindowRenderer クラスは、Vulkan レンダラーの基底クラスです。独自の処理を実装するために、カスタム Vulkan レンダラークラスを作成することができます。カスタムクラスでは、physicalDeviceLost() 関数を独自に実装することができます。

この方法の利点は、完全な制御が可能で、アプリケーションの要件に合わせた処理を実装することができます。

最良の方法は？

どの方法が最良かは、アプリケーションの要件によって異なります。

• より多くの制御が必要な場合は、QTimer を使用して定期的にポーリングするか、カスタム Vulkan レンダラークラスを作成する方法がおすすめです。
• シンプルで軽量なソリューションが必要な場合は、QObject::connect() 関数を使用してシグナルを接続する方法がおすすめです。