D3D12 초기화 삼각형 그리기

DirectX 12 초기화와 렌더링 시스템 구축

https://youtu.be/P1HEJEIH60A?feature=shared

DirectX 12는 Direct3D 11과 비교하여 근본적으로 다른 설계 철학을 가지고 있습니다. 하드웨어에 더 가까운 저수준 API를 제공함으로써 개발자에게 GPU 리소스와 명령 실행에 대한 명시적인 제어권을 부여합니다. 이를 통해 멀티스레드 렌더링 최적화, 세밀한 메모리 관리, CPU 오버헤드 최소화가 가능해집니다. 초기화 과정은 복잡하지만, 각 구성 요소의 역할과 상호작용을 이해하면 고성능 그래픽 엔진의 기반을 구축할 수 있습니다.

Device: GPU 통신의 핵심 인터페이스

DirectX 12 디바이스는 GPU와의 모든 상호작용을 관리하는 중앙 허브입니다. 디바이스 생성 과정은 여러 계층의 추상화를 거치며, 각 계층은 특정한 역할을 수행합니다.

순번	계층	역할과 책임
1	응용 프로그램	사용자 코드에서 `GraphicDevice_DX12::CreateDevice()` 함수를 호출하여 초기화 프로세스를 시작합니다. 이 레벨에서 디바이스 설정, 디버그 옵션, 어댑터 선택 등의 정책을 결정합니다.
2	D3D12 API	`D3D12CreateDevice()` 함수는 표준화된 DirectX 12 인터페이스를 제공합니다. 이 API는 GPU 제조사와 무관하게 일관된 프로그래밍 모델을 제공하며, 리소스 생성, 명령 제출, 동기화 등의 작업을 추상화합니다.
3	사용자 모드 드라이버	GPU 제조사(NVIDIA, AMD, Intel)가 제공하는 드라이버가 DirectX API 호출을 각 GPU의 네이티브 명령어로 변환합니다. 여기서 하드웨어 최적화와 성능 튜닝이 이루어집니다.
4	DXGI	DirectX Graphics Infrastructure는 그래픽 하드웨어 관리를 담당합니다. 어댑터 열거, 디스플레이 모드 쿼리, 스왑체인 생성 등 DirectX와 윈도우 시스템 간의 브리지 역할을 수행합니다.
5	커널 모드 드라이버	운영체제 커널 레벨에서 작동하며, 하드웨어 명령을 최종적으로 GPU에 전달합니다. 메모리 보호, 프로세스 격리, 시스템 안정성을 보장하는 역할을 합니다.
6	하드웨어(GPU)	물리적인 그래픽 처리 장치가 명령을 실행하여 실제 렌더링 작업을 수행합니다. 정점 처리, 래스터화, 픽셀 셰이딩, 텍스처 샘플링 등이 여기서 이루어집니다.

DXGI Factory: 하드웨어 탐색과 관리

if (FAILED(CreateDXGIFactory2(dxgiFactoryFlags, IID_PPV_ARGS(&mFactory))))
    assert(NULL && "Create DXGI Factory Failed!");

DXGI Factory의 책임

DXGI Factory는 DirectX Graphics Infrastructure의 진입점으로, 시스템의 그래픽 하드웨어와 디스플레이 구성을 파악하는 첫 단계입니다. Factory 객체를 통해 수행할 수 있는 작업들은 다음과 같습니다.

기능	상세 설명
어댑터 열거	`EnumAdapters1()` 함수로 시스템에 설치된 모든 GPU를 탐색합니다. 각 어댑터의 전용 비디오 메모리, 공유 메모리, PCI ID, 이름 등의 정보를 조회할 수 있습니다. 멀티 GPU 시스템에서는 성능이 가장 높은 어댑터를 선택하거나 특정 용도에 맞는 GPU를 지정할 수 있습니다.
출력 장치 탐색	`IDXGIAdapter::EnumOutputs()` 함수로 각 GPU에 연결된 모니터를 조회합니다. 멀티 모니터 환경에서 특정 디스플레이를 타겟팅하거나, 디스플레이 간 성능 특성을 고려한 최적화가 가능합니다.
디스플레이 모드 조회	`IDXGIOutput::GetDisplayModeList()` 함수로 지원 가능한 모든 해상도, 리프레시율, 픽셀 포맷 조합을 확인합니다. 이를 통해 사용자에게 적절한 그래픽 옵션을 제공하고, 최적의 전체화면 모드를 선택할 수 있습니다.
스왑체인 생성	`CreateSwapChainForHwnd()` 함수로 화면 출력을 위한 백버퍼 관리 객체를 생성합니다. 스왑체인은 더블 버퍼링 또는 트리플 버퍼링을 통해 화면 찢어짐 없는 부드러운 렌더링을 제공합니다.
WARP 어댑터 접근	`EnumWarpAdapter()` 함수로 CPU 기반 소프트웨어 렌더러에 접근합니다. GPU가 없는 서버 환경이나 원격 데스크톱 세션에서도 DirectX 12 애플리케이션을 실행할 수 있게 합니다.

디버그 레이어 활성화

개발 과정에서 디버그 레이어는 필수적인 도구입니다. API 사용 오류, 리소스 누수, 잘못된 상태 전환, 성능 경고 등을 실시간으로 감지하고 Visual Studio 출력 창에 상세한 정보를 제공합니다.

#if defined(_DEBUG)
    Microsoft::WRL::ComPtr<ID3D12Debug> debugController;
    if (SUCCEEDED(D3D12GetDebugInterface(IID_PPV_ARGS(&debugController))))
    {
        debugController->EnableDebugLayer();
        
        // GPU 기반 검증 활성화 (선택적, 성능 저하 큼)
        // debugController->SetEnableGPUBasedValidation(true);
        
        dxgiFactoryFlags |= DXGI_CREATE_FACTORY_DEBUG;
    }
#endif

디버그 레이어는 다음과 같은 오류를 탐지합니다.

잘못된 디스크립터 힙 인덱스 접근