マンガとイラストでわかる! GPU 最適化入門

目指すグラフィックスを使ったゲームを作りたい!
でもリッチなグラフィックで処理落ちが・・・

本書は、そんな悩みを解消できる「GPU 最適化」について、マンガとイラストでわかりやすく解説しています。
ゲームのグラフィックスを最適化することで、ボトルネックとなるグラフィックスの問題を改善し、リアルタイムで高品質なゲームを作ることができます。
ゲーム制作初心者のカツユキ達と一緒に、GPU のしくみから最適化までの手法を学んでいく内容になっているので、より良いものを作りたいと思っているゲームプログラマーの入門書として、オススメの 1 冊です!

本書の流れ
・基本の GPU とレンダリング説明
1 章 GPU パイプラインっておいしいの?
2 章 絵作りはレンダリングパイプラインを組む!
・観測とボトルネックフレーム発見手法
3 章 どれが遅いフレームか、観測してみよう
4 章 ボトルネックを探れ!
・最適化事例
5 章 いよいよ、最適化の実践手法
6 章 理論からの最適化をしてみよう
・新しい GPU 機能と将来の見込み
7 章 新しい GPU 機能って必要? 面倒?
8 章 これから将来どうなる?
・基本の GPU とレンダリング説明
1 章 GPU パイプラインっておいしいの?
2 章 絵作りはレンダリングパイプラインを組む!
・観測とボトルネックフレーム発見手法
3 章 どれが遅いフレームか、観測してみよう
4 章 ボトルネックを探れ!
・最適化事例
5 章 いよいよ、最適化の実践手法
6 章 理論からの最適化をしてみよう
・新しい GPU 機能と将来の見込み
7 章 新しい GPU 機能って必要? 面倒?
8 章 これから将来どうなる?

ゲームの絵作りに凝るほど処理落ちが起きやすくなる、という悩みに向けて GPU 最適化の考え方を解きほぐす入門書が『マンガとイラストでわかる! GPU 最適化入門』 (小口 貴弘、ヨシムネ 著、ボーンデジタル、2021 年 3 月刊) です。版元の紹介によれば、ゲーム制作初心者のカツユキたちと一緒に GPU のしくみから最適化までの手法を学ぶ内容で、より良いものを作りたいと考えるゲームプログラマーの入門書として位置づけられています。国立国会図書館の書誌では、ヨシムネは著者であると同時にイラストも担当しています。

全 8 章を 4 つの段階に分けた GPU 最適化の構成

版元が示す本書の流れは 4 つの区分に分かれています。「基本の GPU とレンダリング説明」に第 1 章「GPU パイプラインっておいしいの?」と第 2 章「絵作りはレンダリングパイプラインを組む!」、「観測とボトルネックフレーム発見手法」に第 3 章「どれが遅いフレームか、観測してみよう」と第 4 章「ボトルネックを探れ!」が置かれます。続く「最適化事例」は第 5 章「いよいよ、最適化の実践手法」と第 6 章「理論からの最適化をしてみよう」、最後の「新しい GPU 機能と将来の見込み」は第 7 章「新しい GPU 機能って必要? 面倒?」と第 8 章「これから将来どうなる?」で締めくくられます。描画のしくみを押さえ、遅い場面を観測して原因を絞り込み、それから手を入れるという順に章が並んでいます。

フレームの時間予算とボトルネックの見極め

ゲーム開発 における描画の最適化は、1 フレームに使える時間の予算から考えるのが基本です。60 fps で動かすなら 1 フレームあたりおよそ 16.7 ミリ秒しかなく、その中でゲームの処理と描画の命令の発行、GPU での頂点処理やピクセルの塗りつぶしまでを終える必要があります。処理落ちの原因は、描画の命令を組み立てる CPU の側にあることもあれば、画面の画素を塗る GPU の側にあることもあり、どこが詰まっているかによって効く手はまったく違います。原因を確かめないまま表現を削ったり設定を変えたりしても、詰まっていない部分を削るだけで終わる場合があります。本書は、最適化の実践を扱う第 5 章より前の第 3 章と第 4 章を、遅いフレームの観測とボトルネックの探索に充てています。

版元が想定する読者と、2021 年 3 月の刊行時点

版元が想定するのは、グラフィックスに力を入れたゲームを作りたいものの処理の重さに悩んでいるゲームプログラマーです。本書は、描画のしくみをマンガとイラストで追う形をとっています。版元の紹介文には、特定のグラフィックス API のコードを引きながらの実装や、機械学習などの汎用計算に GPU を使う方法は挙げられていません。また刊行は 2021 年 3 月で、第 7 章と第 8 章で扱われる新しい GPU 機能と将来の見込みは刊行時点のものです。

本書は、GPU のしくみから遅いフレームの観測、最適化の実践、新しい GPU 機能までを全 8 章で扱います。