JavaScript内核与高级编程之:`JavaScript`的`WebGPU`:如何利用 `JavaScript` `WebGPU` 在浏览器中进行 GPU 计算。

各位观众老爷,晚上好!今儿咱们来聊聊 JavaScript 的新玩具——WebGPU,这玩意儿能让咱的浏览器摇身一变,变成一个 GPU 计算平台。是不是听起来有点儿科幻?别慌,其实也没那么难,今天就带大家伙儿一块儿上手玩玩。 开场白:为啥要用 WebGPU? 话说 JavaScript 这门语言,最初的定位只是在浏览器里搞点儿小动画、验证表单啥的。但随着互联网应用越来越复杂,光靠 CPU 吭哧吭哧地算,那速度简直是蜗牛爬树。这时候,我们就想,能不能让浏览器也能用上 GPU 的强大计算能力呢? 于是乎,WebGPU 就应运而生了。它提供了一个低级的、跨平台的 API,让 JavaScript 能够直接访问 GPU 的硬件加速功能。这意味着啥?这意味着咱们可以用 JavaScript 来做一些以前想都不敢想的事情,比如: 高性能的图形渲染: 复杂的 3D 场景、实时光照效果,统统不在话下。 并行计算: 图像处理、物理模拟、机器学习,GPU 的并行能力简直是神器。 通用计算: 只要是能并行化的任务,都可以交给 GPU 去算,让 CPU 歇歇脚。 第一幕:准备工作——硬件和软件 要玩 WebG …

JavaScript内核与高级编程之:`JavaScript`的`WebGPU`:其在`GPU`计算中的新`API`。

各位朋友,大家好!今天咱们来聊聊JavaScript里的新家伙——WebGPU,这家伙可是个狠角色,直接把JavaScript的小手伸向了GPU,要搞搞GPU计算的大事情。准备好了吗?咱们这就开始! 开场白:别再用CPU装老大了! 过去啊,咱们JavaScript主要在浏览器里晃悠,CPU就是咱们的大哥,啥都听它的。但现在不一样了,图形越来越复杂,计算量越来越大,CPU有点力不从心了。这时候,GPU就站出来了:“喂,老兄,别一个人扛着,我来帮你!” 所以,WebGPU就应运而生了。它是一个新的Web API,允许咱们JavaScript直接控制GPU,进行高性能的图形渲染和并行计算。这意味着什么?这意味着咱们可以在浏览器里搞出更炫酷的3D游戏,更复杂的科学计算,甚至是更智能的AI应用! WebGPU:你的新朋友,高性能计算的钥匙 WebGPU的目标是提供一个现代、高效、安全的API,充分利用GPU的强大计算能力。它借鉴了Vulkan、Metal和DirectX 12等底层图形API的经验,但又做到了更高的抽象和更好的跨平台兼容性。 WebGPU的几个关键概念 要玩转WebGPU,咱们得 …

JavaScript内核与高级编程之:`JavaScript`的`WebGPU`:其在图形计算中的新`API`。

各位观众老爷,大家好!今天咱们来聊聊JavaScript世界里冉冉升起的一颗新星:WebGPU。这玩意儿可不是简单的页面特效,它可是要撼动图形计算领域的大杀器!准备好了吗?系好安全带,咱们发车了! 第一部分:WebGPU是个啥?凭啥这么牛? 要理解WebGPU,咱们得先从它的老大哥WebGL说起。WebGL让JavaScript也能在浏览器里绘制3D图形,但它本质上是OpenGL ES 3.0的JavaScript封装,效率嘛,只能说差强人意。而且,OpenGL ES的设计理念比较老旧,很多现代GPU的特性都用不上。 WebGPU就是来解决这些问题的。它是一个全新的Web API,旨在提供更高效、更现代的图形计算能力。简单来说,它有以下几个优点: 更接近底层硬件: WebGPU的设计更贴近现代GPU的架构,能够更好地利用GPU的并行计算能力。 性能大幅提升: 通过更高效的API和更底层的访问,WebGPU可以显著提升图形渲染和计算的性能。官方数据表明,WebGPU的性能提升可以达到WebGL的2-3倍,甚至更高。 更现代的特性: WebGPU支持计算着色器(Compute Shader …

详细解释 WebGPU 的渲染管线 (Render Pipeline) 概念,以及它如何与 WebGL 相比提供更底层、更现代的 GPU 访问能力。

嘿,各位代码界的弄潮儿,今天咱们来聊聊 WebGPU 的渲染管线,保证让你们听完后,感觉自己离 GPU 又近了一步,指不定晚上做梦都能梦见顶点着色器和片元着色器在聊天呢! 开场白:WebGL 的爱恨情仇 在 WebGPU 闪亮登场之前,WebGL 一直是 Web 浏览器上 3D 图形的扛把子。它基于 OpenGL ES 2.0 和 3.0,让咱们能在网页上绘制酷炫的 3D 模型、粒子特效啥的。 但是,WebGL 就像一个有点过时的老朋友,虽然可靠,但有些地方总让人觉得不够给力: 状态机地狱: WebGL 的 API 很大程度上依赖于全局状态。每次绘制东西之前,你得设置一大堆状态(比如绑定缓冲区、设置着色器),很容易搞混,而且性能也不高。 底层控制不足: WebGL 对 GPU 的控制比较有限,很多底层优化都做不了,想榨干 GPU 的每一滴性能,难! API 设计老旧: WebGL 的 API 设计比较老旧,用起来不够现代化,代码写起来也比较繁琐。 总而言之,WebGL 很好,但还不够好。我们需要更底层、更现代的 Web 图形 API,这就是 WebGPU 诞生的原因。 WebGPU:G …

分析 WebGPU 的 Pipeline State Objects (PSO), Bind Groups, Render Passes 等核心概念,以及 JavaScript 如何与之交互以实现高性能的 2D/3D 渲染。

各位观众老爷们,今天咱来聊聊 WebGPU 这门新时代的渲染技术,保证让各位听得懂,学得会,还能在朋友面前秀一把。今天的主题是 WebGPU 的核心概念:Pipeline State Objects (PSO), Bind Groups, Render Passes,以及 JavaScript 如何跟它们打配合,实现高性能的 2D/3D 渲染。准备好了吗?发车! WebGPU:新一代渲染引擎 WebGPU,你可以把它看作是 WebGL 的继任者,但它可不仅仅是升级版,而是彻底的革新。WebGL 虽然在浏览器中实现了 3D 渲染,但它基于 OpenGL ES,API 比较底层,使用起来比较繁琐,而且性能优化空间有限。WebGPU 的目标是提供更现代、更高效、更灵活的图形 API,让开发者能够充分利用 GPU 的强大算力,在 Web 上实现媲美原生应用的图形效果。 核心概念:渲染的乐高积木 WebGPU 的渲染过程就像搭乐高积木,你需要把各种模块组装起来,才能最终拼出一个完整的场景。下面我们就来一块一块地拆解这些积木。 Pipeline State Objects (PSO):渲染流水线的 …

分析 WebGPU 的 Pipeline State Objects (PSO), Bind Groups, Render Passes 等核心概念,以及 JavaScript 如何与之交互以实现高性能的 2D/3D 渲染。

Alright folks, gather ’round! Let’s dive into the wild world of WebGPU. Today’s topic: those mystical Pipeline State Objects (PSOs), the ever-so-organized Bind Groups, the action-packed Render Passes, and how JavaScript, that lovable weirdo, orchestrates the whole shebang to deliver some serious 2D/3D rendering power. Think of this as building a performance-tuned engine for your graphics applications. We’re not just slapping pixels on the screen; we’re crafting a fi …

深入探讨 `WebGPU` 的 `Pipeline State Objects` (`PSO`), `Bind Groups`, `Render Passes` 等核心概念,以及如何实现高性能的 2D/3D 渲染。

嗨,各位图形界的大佬、未来的大佬,以及正在努力成为大佬的同学们!欢迎来到今天的 WebGPU 专题讲座。今天咱们要聊聊 WebGPU 里的那些“灵魂人物”:Pipeline State Objects (PSO)、Bind Groups、Render Passes,以及如何用它们打造高性能的 2D/3D 渲染。 准备好了吗? 系好安全带,咱们发车啦! 第一站:Pipeline State Objects (PSO) – 渲染的灵魂人物 想象一下,你要做一道菜,是不是得先准备好食材、厨具、火候等等各种条件? WebGPU 渲染也是一样,需要告诉 GPU 怎么画,用什么颜色,怎么混合,等等等等。 PSO 就是用来封装这些渲染设置的。 简单来说,PSO 定义了渲染管线的所有状态,包括: Vertex Shader (顶点着色器): 负责处理顶点数据,转换顶点位置,计算法线等。 Fragment Shader (片元着色器): 负责处理每个像素的颜色,光照等。 Primitive Topology (图元拓扑): 定义了如何将顶点数据组装成图元(三角形、线段等)。 Rasterization …

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 …

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 …

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 …