# XMVECTORとXMFLOATどっち？問題
### `XMVECTOR`
`XMVECTOR`は、DirectXMathライブラリの中核をなすデータ型です。その特徴は以下の通りです。
- ****SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 最適化****: 複数の浮動小数点数を同時に処理できるCPU命令（SSE/AVXなど）を利用するために設計されています。これにより、ベクトル演算や行列演算が非常に高速に行われます。
- ****アラインメント****: SIMD命令が効率的に動作するために、通常16バイト境界にアラインメントされています。
- ****レジスタでの操作****: 多くの場合、CPUのレジスタ上で直接操作されるため、メモリアクセスによるオーバーヘッドが少ないです。
- ****直接的なアクセスが難しい****: `XMVECTOR`の個々の要素に直接アクセス（例: `vec.x`）することは通常できません。要素にアクセスするには、`XMVectorGetX()`, `XMVectorSetX()`などの関数を使用する必要があります。
**`XMVECTOR` **を使うべき場面****:
- ****ベクトルや行列の計算****: 加算、減算、乗算、内積、外積、変換など、あらゆる数学的な演算を行う場合。
- ****シェーダーへの定数バッファのアップロード****: シェーダーで利用するベクトルや行列データは、通常`XMVECTOR`で計算し、`XMFLOAT4`などで構成された定数バッファに格納してからGPUへ送ります。
- ****一時的な計算結果****: 関数内で中間的な計算を行う場合。
****例****:
C++
```
#include
// XMVECTOR同士の加算
XMVECTOR v1 = XMVectorSet(1.0f, 2.0f, 3.0f, 0.0f);
XMVECTOR v2 = XMVectorSet(4.0f, 5.0f, 6.0f, 0.0f);
XMVECTOR vResult = XMVectorAdd(v1, v2);
// 行列とベクトルの乗算
XMMATRIX m = XMMatrixRotationY(XM_PIDIV4);
XMVECTOR transformedVec = XMVector3TransformCoord(v1, m);
```
### `XMFLOAT` (例: `XMFLOAT3`, `XMFLOAT4`)
`XMFLOAT`シリーズのデータ型（`XMFLOAT2`, `XMFLOAT3`, `XMFLOAT4`など）は、C++の通常の構造体として定義されています。
- ****メモリ上でのデータ格納****: メモリ上にデータをシンプルに格納するために使用されます。
- ****アクセスしやすい****: `float x, y, z, w;`のようにメンバが直接公開されているため、個々の要素にアクセスしやすいです。
- ****アラインメントの制約が少ない****: 特別なアラインメントを考慮する必要がない場合が多いです（ただし、定数バッファなどGPUに送るデータの場合はアラインメントが重要になります）。
- ****SIMD最適化はされない****: `XMFLOAT`自体はSIMD最適化の恩恵を受けません。
**`XMFLOAT` **を使うべき場面****:
- ****構造体やクラスのメンバ変数****: オブジェクトの位置、回転、スケールなど、永続的に保持したいデータ。
- ****頂点バッファのレイアウト****: 頂点データ（位置、法線、UVなど）を定義する場合。
- ****ファイルへの保存や読み込み****: データをファイルに書き込んだり、ファイルから読み込んだりする場合。
- ****GUIでの表示など、個々の要素へのアクセスが必要な場合****。
- **`XMVECTOR`**での計算結果の格納****: `XMVECTOR`で計算した結果をメモリに保存する際、`XMStoreFloat3()`や`XMStoreFloat4()`関数を使用して`XMFLOAT`型に変換します。
****例****:
C++
```
#include
// 構造体のメンバとして位置を保持
struct GameObject {
XMFLOAT3 position;
XMFLOAT4 color;
// ...
};
GameObject player;
player.position = XMFLOAT3(0.0f, 1.0f, 0.0f);
player.color = XMFLOAT4(1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
// XMVECTORの計算結果をXMFLOAT3に格納
XMVECTOR vec = XMVectorSet(10.0f, 20.0f, 30.0f, 0.0f);
XMFLOAT3 resultFloat3;
XMStoreFloat3(&resultFloat3, vec); // ここで変換
```
### 変換について
`XMVECTOR`と`XMFLOAT`の間は、以下の関数を使って相互に変換できます。
- **`XMFLOAT` **→** `XMVECTOR`**:
- `XMLoadFloat2()`
- `XMLoadFloat3()`
- `XMLoadFloat4()`
- `XMLoadFloat3x3()` (行列用)
- `XMLoadFloat4x4()` (行列用) これらの関数は、`XMFLOAT`型のデータを`XMVECTOR`型（または`XMMATRIX`型）にロードし、SIMD演算の準備をします。
- **`XMVECTOR` **→** `XMFLOAT`**:
- `XMStoreFloat2()`
- `XMStoreFloat3()`
- `XMStoreFloat4()`
- `XMStoreFloat3x3()`
- `XMStoreFloat4x4()` これらの関数は、`XMVECTOR`型の計算結果を`XMFLOAT`型のメモリ領域にストアします。
### まとめと推奨されるフロー
DirectXプログラミングにおける理想的なデータフローは以下のようになります。
1. ****データ格納****: オブジェクトの状態（位置、回転、色など）は、クラスや構造体のメンバとして\*\*`XMFLOAT`\*\*型で保持します。
2. ****計算開始****: 計算が必要になったら、\*\*`XMLoadFloat`****関数を使用して****`XMFLOAT`****型のデータを****`XMVECTOR`\*\*型にロードします。
3. ****計算実行****: \*\*`XMVECTOR`\*\*型を使って、DirectXMathの関数（`XMVectorAdd`, `XMMatrixMultiply`など）で高速なSIMD演算を行います。
4. ****計算結果の格納****: 計算が終わったら、\*\*`XMStoreFloat`****関数を使用して****`XMVECTOR`****型の結果を再び****`XMFLOAT`\*\*型にストアし、永続化します。