Direct3DとVulkan (API)

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

Direct3DとVulkan (API)の違い

Direct3D vs. Vulkan (API)

Direct3Dは、3Dグラフィックスを描画するためのAPIである。マイクロソフトが提供するマルチメディアAPIセットDirectXの一部であり、様々なWindows（主にWindows 95以上）で動作し、さらに、家庭用ゲーム機であるXboxシリーズ（初代Xbox、Xbox 360、Xbox One、Xbox Series X/S）のグラフィックスAPIのベースでもある。略称としてD3Dがよく使われる。 Vulkan（ヴァルカン）は、クロノス・グループ（Khronos Group）が策定している、オープンスタンダード・ロイヤリティフリー・クロスプラットフォームなリアルタイム3次元コンピュータグラフィックス・コンピュートAPIである。グラフィックスハードウェア層に近いローレベル (low level) な制御を目的としており、これによりオーバーヘッドを低減し、ハードウェア限界性能を引き出すことが可能となる。VulkanはAppleのMetalやマイクロソフトのDirect3D 12といった先発のローレベルAPIと競合するが、プラットフォーム独自の固有仕様ではなく、様々なデバイスやオペレーティングシステムをターゲットにできることが特徴である。

マイクロソフト

マイクロソフト（）は、アメリカ合衆国ワシントン州に本社を置く、ソフトウェアを開発、販売する会社である。1975年にビル・ゲイツとポール・アレンによって創業された。1985年にパソコン用OSのWindowsを開発。1990年にWindows向けのオフィスソフトとしてMicrosoft Officeを販売。1995年にウェブブラウザのInternet Explorerをリリース。2001年に家庭用ゲーム機のXboxを販売。2009年に検索エンジンのBingを設立。2010年にクラウドサービスとしてAzureを開始。2015年7月15日Microsoft Edgeを開発、そして展開。2024年2月時点での時価総額が世界1位。

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アプリケーションプログラミングインタフェース

アプリケーションプログラミングインタフェース（、）「インターフェイス」「インターフェース」と表記されることもあるが、本記事では「インタフェース」で統一する。とは、広義ではソフトウェアコンポーネント同士が互いに情報をやりとりするのに使用するインタフェースの仕様である。 APIには、サブルーチン、データ構造、オブジェクトクラス、変数などの仕様が含まれる。APIには様々な形態があり、POSIXのような国際標準規格、マイクロソフトのWindows APIのようなベンダーによる文書、プログラミング言語の標準ライブラリ（例えば、C++のStandard Template Libraryやなど）がある。 商業的に使われる狭義では、各種システムやサービス（ハードウェア、OS、ミドルウェアおよびWebサービス等）を利用するアプリケーションソフトウェア (Application) を開発・プログラミング (Programming) するためのインタフェース (Interface) である。こちらの意味では、システムやサービスから直接提供されないもの、例えば言語の標準ライブラリは含まない。

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シェーダー

シェーダー（shader）とは、3次元コンピュータグラフィックスにおいて、シェーディング（陰影処理）を行うコンピュータプログラムのこと。「shade」とは「次第に変化させる」「陰影・グラデーションを付ける」という意味で、「shader」は頂点色やピクセル色などを次々に変化させるもの（より具体的に、狭義の意味で言えば関数）を意味する。

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ソフトウェア開発キット

ソフトウェア開発キット（ソフトウェアかいはつキット、Software Development Kit、SDK）は一般に、特定のソフトウェアパッケージ、ソフトウェアフレームワーク、ハードウェアプラットフォーム、コンピュータシステム、オペレーティングシステム、ゲーム機などのためのアプリケーションを作成するためにソフトウェア技術者が使用する開発ツールのセットを意味する。

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GitHub

GitHub（ギットハブ）は、ソフトウェア開発のプラットフォームであり、ソースコードをホスティングする。コードのバージョン管理システムにはGitを使用する。Ruby on RailsおよびErlangで記述されており、アメリカのカリフォルニア州サンフランシスコ市に拠点を置くGitHub社によって保守されている。主な開発者はクリス・ワンストラス、P.J.ハイエット、である。 GitHub商用プランおよびオープンソースプロジェクト向けの無料アカウントを提供している。2019年1月より、プライベートリポジトリを無料で提供するようになった。2009年のユーザー調査によると、GitHubは最もポピュラーなGitホスティングサイトとなった。2023年にはユーザ数1億人を突破した。

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Graphics Processing Unit

Graphics Processing Unit（グラフィックス プロセッシング ユニット、略してGPU）は、コンピュータゲームに代表されるリアルタイム画像処理に特化した演算装置あるいはプロセッサである。グラフィックコントローラなどと呼ばれる、コンピュータが画面に表示する映像を描画するための処理を行うICから発展した。特にリアルタイム3DCGなどに必要な、定形かつ大量の演算を並列にパイプライン処理するグラフィックスパイプライン性能を重視している。現在の高機能GPUは高速のビデオメモリ（VRAM）と接続され、頂点処理およびピクセル処理などの座標変換やグラフィックス陰影計算（シェーディング）に特化したプログラム可能な演算器（プログラマブルシェーダーユニット）を多数搭載している。

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High Level Shading Language

High Level Shading Language（ハイレベル シェーディング ランゲージ、略称: HLSL）はマイクロソフトによって開発された、Direct3D (DirectX) で使われるプログラマブルシェーダーのためのプロプライエタリなシェーディング言語である。High Level Shader Language という呼び方もされている。ただしMSDNの日本語版ドキュメントでは、英語版の原文が「High Level Shader Language」となっている箇所だけでなく「High Level Shading Language」となっている箇所でも、上位レベル シェーダー言語（じょういレベルシェーダーげんご）という訳語を使用している。

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Mantle (API)

Mantleは、3Dゲームを対象としたローレベルレンダリングAPIである。アドバンスト・マイクロ・デバイセズ（AMD）が、EA Digital Illusions CE（DICE）と共同で2013年より開発を開始した。Direct3DおよびOpenGLを代替するものとして設計され、主としてパーソナルコンピュータ向けであるが、PlayStation 4とXbox Oneに搭載されているGPU (APU) もサポートする。 AMDによると、DirectX 12 (Direct3D 12) もしくはクロノス・グループによるMantle派生のVulkan APIによってMantle 1.0の置換が可能であることから、Mantle自体は2015年3月以降、別の領域にフォーカスをシフトするとされている。2015年3月までの2年間は、デバイスドライバーによるサポートが行われていたものの、Mantle API仕様自体は一般公開されていなかった。

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Mesa 3D

Mesa 3D はオープンソースのフリーなグラフィックスライブラリであり、1993年8月に Brian Paul が開発した初版が公開された。このプロジェクトはもともと3次元コンピュータグラフィックスのAPI仕様であるOpenGLのオープンソース実装として始まったが、のちにOpenGLだけでなくOpenGL ES、Vulkan、OpenCLなどの様々なAPIのオープンソース実装となった。Mesaは主にLinux向けに開発・利用されているが、他にも様々なプラットフォームに対応している。 クロノス・グループによって公式に各APIの実装として認証されているわけではないが、APIの構造や構文やセマンティクスは各API仕様に準じている。

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Metal (API)

Metal（メタル）はAppleのオペレーティングシステム上でサポートされる、オーバーヘッドの小さいローレベル（low level）なコンピュータグラフィックスAPIである。Metalでは、OpenGLとOpenCLに似た機能を一つのAPIに統合している。Metalはクロノス・グループによるVulkanや、マイクロソフトによるWindows向けのDirect3D 12といった、他のプラットフォームにおける類似のAPIによるパフォーマンス上の利点をmacOS／iPadOS／iOSにもたらしている。 MetalはC++11をベースとした新しいシェーディング言語、Metal Shading Language（MSL）を利用する。これはClangとLLVMによって実装されている。Metalはコンピュートシェーダーを導入することでGPGPUプログラミングのしやすさも向上している。

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Microsoft Windows

Microsoft Windows（マイクロソフト ウィンドウズ）は、マイクロソフトが開発・販売するオペレーティングシステム (OS) の製品群である。グラフィカルユーザインタフェース (GUI) を採用している。Windows発売以前では高価なワークステーション（ハイエンドパソコンを上回る性能のデスクトップコンピュータ）でしか実現されていなかったマルチタスクやGUIを中心とした使い勝手の良さを、一般消費者が入手しやすい標準的な規格のパソコンに順次取り込んで行き、一般向けOSのシェアのほとんどを占めるに至り、今や大きな知名度を持つ。

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OpenGL

は、クロノス・グループ (Khronos Group) が策定している、グラフィックスハードウェア向けの2次元/3次元コンピュータグラフィックスライブラリである。SGI社内で自社のCGワークステーション向けにクローズドに策定されたAPI仕様が改良されて公開され、後に大きなシェアを持つに至った。現在は多様な描画デバイスを包括するグラフィックスAPIのオープン標準規格として策定が行なわれている。

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3次元コンピュータグラフィックス

3次元コンピュータグラフィックス（さんじげんコンピュータグラフィックス、three-dimensional computer graphics）は、コンピュータの演算によって3次元空間内の仮想的な立体物を2次元である平面上の情報に変換することで奥行き感（立体感）のある画像を作る手法である。と略記されることも多い。20世紀末からのコンピュータ技術の急速な発達と性能向上によって、従来は大企業や大きな研究所でしか得られなかった高精細で高品質の3次元画像が、21世紀初頭現在ではパーソナルコンピュータ (PC) やゲーム機、スマートフォンでも実時間で得られるようになっている。 毎年夏にアメリカ合衆国で開催されるCGの祭典「SIGGRAPH」（シーグラフ）にて、世界中の多くの研究者により最新のCGの論文が発表され、技術更新がなされている。

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