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JS `WebGPU` `Ray Tracing` `Denoising Algorithms` (`NLM`, `SVGF`)

各位观众老爷，晚上好！今天咱们来聊聊WebGPU和Ray Tracing的那些事儿，顺便再扒一扒降噪算法（NLM和SVGF）的底裤。准备好了吗？系好安全带，发车啦！ WebGPU：新时代的图形引擎 首先，WebGPU是什么？简单来说，它是下一代的Web图形API，旨在取代WebGL。WebGL虽然功不可没，但它毕竟是基于OpenGL ES，受限于OpenGL的历史包袱，效率和功能上都有些捉襟见肘。WebGPU的目标是提供更低的开销、更现代的GPU功能，以及更强大的并行计算能力。 想象一下，WebGL就像一辆老旧的自行车，虽然也能骑，但速度慢，维护麻烦。而WebGPU则是一辆配备了涡轮增压发动机的跑车，性能强大，而且更省油！ WebGPU的核心概念包括： Devices (设备)：代表一个GPU。 Queues (队列)：用于提交命令。 Buffers (缓冲区)：用于存储数据，比如顶点数据、纹理数据。 Textures (纹理)：用于存储图像数据。 Samplers (采样器)：用于控制纹理的采样方式。 Shaders (着色器)：用WGSL（WebGPU Shading Langua …

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JS `WebGPU` `Render Pipeline` `Depth`, `Stencil`, `Blending` 状态的精细控制

各位观众，大家好！今天咱们来聊聊WebGPU渲染管线里那些“磨人的小妖精”——深度（Depth）、模板（Stencil）和混合（Blending）状态。别怕，听起来高大上，实际上掌握了它们的脾气，就能让你的渲染效果“更上一层楼”！ 一、深度测试：谁前谁后，咱说了算！ 首先，咱们来说说深度测试。想象一下，你在画一幅画，如果颜料没有先后顺序，那画面肯定是一团糟。在3D世界里也是一样，我们需要知道哪个物体挡住了哪个物体，才能正确地渲染画面。深度测试就是干这个的！ 1. 深度缓冲（Depth Buffer）：你的3D世界的“备忘录” 深度缓冲，也叫Z缓冲，就是一个存储像素深度值的缓冲区。每个像素都有一个对应的深度值，这个值表示该像素距离摄像机的距离。渲染管线在渲染每个像素时，会将该像素的深度值与深度缓冲中已有的值进行比较，以此来决定是否需要更新该像素的颜色。 2. 深度比较函数（Depth Compare Function）：谁更靠近摄像机？ 深度比较函数决定了如何比较新的深度值和已有的深度值。WebGPU提供了以下几种比较函数： 比较函数 含义 “never” 永远不通过深度测试，新的像素永 …

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JS `WebGPU Compute Shaders` `Shared Memory` `Atomic Operations` 与 `Synchronization Barriers`

各位观众老爷，晚上好！我是你们的老朋友，今晚咱们聊聊 WebGPU 里那些让人头大，但又不得不学的硬骨头：Compute Shaders、Shared Memory、Atomic Operations，以及 Synchronization Barriers。保证让你们听完之后，感觉像是打通了任督二脉，功力大增！ WebGPU Compute Shaders：GPU 上的搬砖工 首先，咱们得明白 Compute Shaders 是个啥。简单来说，它就是让 GPU 不光干渲染的活儿，还能干一些通用计算的活儿。想象一下，你雇了一群 GPU，让它们帮你算算数学题、处理图像、或者跑跑物理模拟，是不是很爽？ Compute Shaders 用一种叫做 GLSL 的语言来编写（WebGPU 里用的是 WGSL，但本质差不多）。它运行在 GPU 的每个计算单元上，并行处理数据。这就像雇了一堆搬砖工，每个人搬一块砖，效率杠杠的。 Shared Memory：工友们的小仓库 光有搬砖工还不行，得给他们提供一个存放临时数据的地方，这就是 Shared Memory（共享内存）。每个 Compute Shad …

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JS `WebGPU` `Ray Tracing` (`BVH` 结构) 实现与性能调优

各位观众老爷们，欢迎来到今天的 WebGPU Ray Tracing 性能调优脱口秀（误）。今天咱们聊聊怎么用 WebGPU 搞定光线追踪，还必须得是带 BVH 加速的那种，最后再顺手调调性能。保证各位听完之后，以后面试再也不怕被问到 WebGPU 光追了！ 一、WebGPU 光追：Hello, World! 之后该干啥？ 首先，咱们得明确一点：WebGPU 本身并没有内置的光线追踪 API。所以，咱们得自己手动实现。这听起来吓人，但其实也就那么回事。核心思路就是： 光线生成 (Ray Generation)： 从摄像机发出光线，穿过屏幕上的每个像素。 场景相交测试 (Scene Intersection)： 检查光线是否与场景中的物体相交。 着色 (Shading)： 如果光线相交，根据材质属性和光照计算像素颜色。 最简单的光线追踪，那就是遍历场景中的每个三角形，看看光线是不是跟它相交。这效率嘛，懂得都懂，简直慢到姥姥家了。所以，我们需要 BVH (Bounding Volume Hierarchy) 这种神器来加速相交测试。 二、BVH：光追加速的秘密武器 BVH，简单来说，就是把 …

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JS `WebGPU` `Render Passes` `Load/Store` 操作与 `Subpasses` 渲染优化

各位观众老爷们，掌声在哪里！欢迎来到今天的WebGPU技术脱口秀，我是你们的老朋友，代码界的郭德纲，今天咱们聊聊WebGPU的Render Passes，Load/Store操作，以及Subpasses渲染优化。保证各位听完，功力大增，Bug退散！ 开场白：Render Passes是什么鬼？ 首先，咱们要搞清楚什么是Render Passes。简单来说，Render Pass就像一个大舞台，你可以在上面安排各种演员（渲染管线），让他们表演各种节目（渲染操作）。每个节目都有自己的剧本（Shader），灯光（颜色附件），道具（深度/模板附件）等等。 更学术一点的说法，Render Pass定义了一组渲染操作，它指定了渲染目标（颜色附件，深度/模板附件）以及如何处理这些渲染目标的内容。 Render Passes的Load/Store操作：舞台剧的开场和谢幕 既然Render Pass是个舞台，那每个节目都有开场和谢幕。在WebGPU里，开场就是loadOp，谢幕就是storeOp。这两个操作决定了Render Pass开始前如何加载渲染目标的内容，以及Render Pass结束后如何保存 …

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JS `WebGPU` `Bind Group Layouts` 与 `Pipeline Layouts` 的效率影响

咳咳，各位观众老爷们，晚上好！我是你们的老朋友，今晚就来跟大家唠唠WebGPU里那些个“Layouts”的事儿，也就是Bind Group Layouts和Pipeline Layouts，看看它们到底怎么影响性能。 开场白：Layouts，WebGPU的“排兵布阵” 在WebGPU的世界里，数据要给Shader用，得先安排好。想象一下，Shader就像战场上的将军，Bind Group Layouts和Pipeline Layouts就是将军手里的兵力部署图。它们告诉WebGPU，哪些资源（比如纹理、uniform buffer）以什么样的方式、在哪个位置提供给Shader。如果部署得当，将军就能指挥若定，战无不胜；部署失误，轻则效率低下，重则直接卡壳。 第一幕：Bind Group Layouts，资源的“身份证” Bind Group Layouts，顾名思义，是定义Bind Group的“布局”。Bind Group可以理解为Shader需要的一组资源的集合。而Bind Group Layout就像是给这组资源颁发的“身份证”，它描述了这组资源里面都有啥，以及Shader怎么用 …

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JS `WebGPU Compute Shaders` `Workgroup Memory` 与 `Global Memory` 优化

咳咳，各位听众朋友们，大家好！今天咱们来聊点硬核的，关于WebGPU里Compute Shaders的优化，特别是Workgroup Memory和Global Memory这俩兄弟。这俩货用好了，能让你的Compute Shader跑得飞起，用不好，那就是蜗牛爬，甚至直接原地爆炸。 咱们先来明确下概念，免得有人迷路。 什么是Compute Shader？ 简单来说，Compute Shader就是WebGPU里用来做通用计算的，它能利用GPU的并行能力，处理各种各样的计算任务，比如图像处理、物理模拟、机器学习等等。你可以把它想象成一个超级强大的计算器，只不过这个计算器有很多很多个小计算器同时工作。 什么是Workgroup Memory？ Workgroup Memory，也叫Local Memory，是每个Workgroup里的线程共享的内存。它的特点是速度非常快，但是容量很小。你可以把它想象成一个每个小组内部的草稿纸，小组里的每个人都可以往上面写写画画，速度很快，但是地方不大。 什么是Global Memory？ Global Memory，也叫Device Memory，是所有 …

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JS `WebGPU` `Ray Tracing` (光线追踪) 的实现与性能挑战

各位靓仔靓女，晚上好！我是今晚的主讲人，很高兴能和大家一起聊聊 WebGPU 中的 Ray Tracing（光线追踪）。 今天咱们的主题是 “JS WebGPU Ray Tracing：实现与性能挑战”。 听到这个题目，是不是感觉有点 high-tech？ 别怕，咱们今天就把这玩意儿给它掰开了揉碎了，用最接地气的方式，让大家都能听明白，甚至能上手撸两行代码。 开场白：为啥要搞 WebGPU Ray Tracing？ 首先，咱们得明白一个问题：为啥要在 WebGPU 里面搞 Ray Tracing？ 答案很简单：因为它炫酷啊！ 开玩笑的，当然是因为它能带来更逼真的渲染效果。 传统的 rasterization (光栅化) 技术，虽然速度快，但模拟光照效果时，总是会遇到各种各样的问题，比如阴影不真实、反射不准确等等。 而 Ray Tracing 就不一样了，它通过模拟光线的传播路径，能够更真实地模拟光照效果，从而产生更加逼真的图像。 更重要的是，WebGPU 给了我们一个在 Web 上实现高性能图形渲染的机会。 以前在 Web 上搞复杂图形应用，那简直就是噩梦。 现在有了 WebGPU，我 …

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JS `WebGPU` `Pipeline Layouts` 与 `Shader Modules` 的编译优化

各位观众老爷们，晚上好！今天咱们聊聊 WebGPU 里那些让人头大的东西，Pipeline Layouts 和 Shader Modules，顺带看看怎么让它们跑得更快一点。别担心，我会尽量说得接地气，让你们听了之后感觉自己也能去写 WebGPU 游戏引擎了（当然，只是感觉）。 开场白：WebGPU，性能优化的新战场 WebGPU 承诺给我们更强大的 GPU 控制力，这意味着更多的可能性，也意味着更多的优化空间。别看 WebGL 已经够折腾了，WebGPU 的优化才刚刚开始。Pipeline Layouts 和 Shader Modules 是 WebGPU 的核心，它们直接影响着渲染管线的效率。理解它们，并学会优化，是提升 WebGPU 性能的关键。 第一部分：Pipeline Layouts：数据传输的指挥官 Pipeline Layouts，顾名思义，就是用来描述渲染管线中数据是如何布局的。它定义了哪些资源（比如 uniform buffers, textures, samplers）会被 Shader 使用，以及这些资源在 GPU 内存中的排列方式。 1.1 为什么需要 Pip …

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JS `WebGPU` `Command Buffers` 与 `Command Encoders` 调度渲染指令

咳咳，大家好！今天咱们来聊聊 WebGPU 里的“指手画脚”大师——Command Buffers 和 Command Encoders，看看它们是如何调度渲染指令，让 GPU 这位“苦力”听话干活的。 一、WebGPU 的“剧本”：Command Buffers 想象一下，你想拍一部电影，首先得有个剧本。在 WebGPU 里，这个剧本就是 Command Buffer。它就像一张任务清单，里面记录了所有要执行的渲染指令，比如“画个三角形”、“改变颜色”、“应用纹理”等等。 Command Buffer 本身是一个“只读”的家伙。一旦你完成了剧本（也就是 Command Buffer 的录制），就不能再修改它了。这意味着，你的渲染指令必须一次性录制完成。 二、 “导演”：Command Encoder 有了剧本，还得有个导演来指导演员（GPU）如何表演。Command Encoder 就是这个导演。它负责将你的渲染指令“翻译”成 GPU 能理解的语言，并把这些指令写入 Command Buffer。 Command Encoder 提供了各种方法，让你能够录制不同类型的渲染指令，比如： …

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