Unreal Engine RHI（アンリアルエンジンアールエイチアイ）
英語表記: Unreal Engine RHI (Render Hardware Interface)
概要
Unreal Engine RHI（Render Hardware Interface）は、ハイレベルフレームワークであるUnreal Engineが、多様なグラフィックスAPI（DirectX、Vulkan、Metalなど）に対応するために設けられた、重要な抽象化レイヤーです。このインターフェースは、エンジン内部の描画命令と、実際のハードウェアを操作する低レベルなAPIとの間に位置し、描画処理の「通訳者」として機能します。RHIが存在することで、Unreal Engineはコードを大きく変更することなく、PC、コンソール、モバイルといった異なるプラットフォームへ容易に移植できる、驚くほど柔軟なレンダリングシステムを実現しています。
詳細解説
RHIは、「グラフィックス（GPU, GPGPU, レイトレーシング）」という大きなカテゴリの中で、特に「シェーディング言語と API」を扱うミドルレイヤーとして、Unreal Engineという「ハイレベルフレームワーク」の安定性と汎用性を担保しています。
目的：プラットフォームの多様性の吸収
RHIの最も重要な目的は、レンダリングコードを特定のグラフィックスAPIから切り離すことです。現代のゲーム開発環境では、WindowsではDirectX 12、高性能なクロスプラットフォーム開発ではVulkan、Apple製品ではMetalなど、ターゲットプラットフォームによって最適なAPIが異なります。もしUnreal EngineがこれらのAPIすべてに対して個別に描画コードを記述していたら、開発コストは膨大になり、新しいAPIへの対応も遅れてしまうでしょう。
RHIは、エンジンに対して共通の描画命令セット（RHIコマンド）を提供することで、この問題を解決します。エンジン側は、どのAPIが実行されているかを意識することなく、「このテクスチャを使って、この頂点バッファを描画せよ」といった抽象的な命令をRHIに送るだけです。
動作原理と主要コンポーネント
RHIがこの抽象化を実現するために、内部では複数の具体的なAPI実装（バックエンド）を保持しています。例えば、DirectX 12 RHI、Vulkan RHI、Metal RHIなどです。
- コマンドの受け取りと変換:
エンジンが発行したRHIコマンドは、まずRHI層に到達します。RHIは、現在実行されているプラットフォームとAPIに合わせて、適切なバックエンドを選択します。そして、抽象的なRHIコマンドを、そのAPIが理解できる具体的な関数呼び出し（例：vkCmdDrawやID3D12GraphicsCommandList::DrawInstanced）に変換します。 - リソース管理の抽象化:
テクスチャやバッファなどのGPUリソースもRHIによって抽象化されます。エンジンはRHIリソースとしてこれらを扱い、RHI層がバックエンドAPIのルールに従って、実際のGPUメモリ上での割り当てや管理を行います。これにより、異なるAPI間でのリソース管理の差異を吸収し、エンジン側が常に一貫した方法でメモリを扱えるようになります。 - パフォーマンスの最適化:
RHIは単なる通訳機能だけでなく、パフォーマンス最適化にも貢献しています。特に、DirectX 12やVulkanのようなモダンなAPIでは、コマンドリスト（描画命令のバッチ）を効率的に構築し、CPUとGPUの並列処理を最大限に引き出す設計になっています。RHIは、この低レベルな並列処理の仕組みをエンジン側から透過的に利用できるようにするため、高性能なレンダリングには欠かせない要素なのです。
このRHIの構造は、「ハイレベルフレームワーク」の進化にとって決定的に重要です。なぜなら、レイトレーシング（Major category）のような最新のグラフィックス技術が標準化された際、エンジン本体を触ることなく、RHIの実装部分だけを更新すれば、すぐに新技術に対応できるからです。これは開発者にとって、本当に大きなメリットだと感じます。
具体例・活用シーン
Unreal Engine RHIの働きを理解するために、私たちの日々の生活に存在する「世界の電源アダプター」の状況を例に挙げてみましょう。
旅行者が世界中を旅するとき、持っている電化製品（Unreal Engineの描画命令）は一つです。しかし、訪れる国（プラットフォーム、OS）によってコンセントの形状（グラフィックスAPI、DirectX、Vulkanなど）が異なります。
もしRHIがなければ、旅行者は国ごとに異なる充電器を用意しなければなりません。これは非常に面倒で、新しい国に行くたびに充電器を買い直す必要があります。
しかし、RHIは「万能なトラベルアダプター」として機能します。旅行者（エンジン）は、持ってきた電化製品のプラグをアダプター（RHI）に差し込むだけです。アダプターは、その国（プラットフォーム）のコンセントの形状を自動的に認識し、電力を供給できるように変換してくれます。
- 活用シーン 1: クロスプラットフォーム展開:
Unreal Engineで開発されたゲームが、PC（DirectX RHIを使用）、PlayStation 5（カスタムAPI RHIを使用）、そしてAndroidスマートフォン（Vulkan RHIを使用）で同時にリリースされる際、レンダリングコードの大部分を共通化できます。RHIがそれぞれの環境に合わせて適切なAPIコールに変換してくれるおかげです。 - 活用シーン 2: 新技術の迅速な導入:
例えば、NVIDIAが新しいGPGPU技術やレイトレーシングの拡張機能を発表した際、Unreal EngineはRHIの対応モジュールを更新するだけで、エンジン全体を巻き込むことなく、その新機能をすぐに開発者に提供できます。これは、技術競争の激しいグラフィックス分野において、Unreal Engineが常に最先端を維持できる秘訣と言えるでしょう。
RHIは、ユーザーが意識することはありませんが、Unreal Engineの「どこでも動く」という強力な基盤を支えている、影の立役者なのです。
資格試験向けチェックポイント
Unreal Engine RHIは具体的な製品名ですが、その機能である「API抽象化」や「ミドルウェア設計」は、基本情報技術者試験や応用情報技術者試験で問われる重要な概念です。特に、グラフィックス分野におけるシステムの柔軟性や移植性に関連付けて知識を整理しましょう。
- ITパスポート/基本情報技術者向け:
- 抽象化レイヤーの役割: RHIのようなインターフェース層は、アプリケーションとハードウェア（またはOS）の間に立ち、互いの依存関係を低減させる「抽象化」の典型例です。これにより、開発効率と移植性が向上することを理解しておきましょう。
- ミドルウェアの定義: RHIは、OSとアプリケーションの中間に位置し、特定の機能を提供するミドルウェアの一種と見なせます。
- **応用情報技術者
