WebGPU[1] 三角形-多媒体-IT技术博客

WebGPU[1] 三角形

时间:2021-03-31 16:52:00 浏览: 字体: 放大 缩小


代码见: https://github.com/onsummer/my-dev-notes/tree/master/webgpu-Notes/01-triangle

如果本篇的代码不能跑了,请联系我或自己看看文档试试修改。
2021年3月31日

入口:navigator.gpu

WebGL1 或 WebGL2 是从 canvas.getContext('webgl') 这样获取一个上下文对象来进行一切操作的。

而 WebGPU 则直接从浏览器对象中获取一个附件一样的东西:navigator.gpu,如果你在控制台获取这玩意儿获取不到,说明你没开实验特性或浏览器压根不支持 WebGPU。

这就很像从主机里掏出一张显卡一样。

适配器 & 设备

代码最开始要从这个 gpu 对象里请求一个“适配器(adapter,是 er 不是 or)”,然后从适配器里请求一个“设备(device)”。

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter()
const device = await adapter.requestDevice()

适配器,指的是物理显卡。聪明的你一定能猜到,除了N卡,还有高通骁龙上面的 SoC 图形处理器,所以这个 requestAdapter() 是可以传递参数的。

设备,即把物理显卡进行逻辑对象化。当调用 requestDevice() 时,允许请求一些显卡的扩展特性,就像 WebGL 会通过请求扩展来引入额外的功能一样。

后续代码中,大量的操作均以函数调用的方式,由设备发出。这个设备对象,就类似 WebGL 的 context。区别的地方,就是“设备”它是显卡功能的集合体,更接近显卡本身,而 context 只是与显卡对话的中间人,是一个上下文对象。

休息一下!

交换链、渲染管线、WebGPU上下文、编码器

不理解 WebGPU 的渲染流程,就没办法进行下一步的。
关于交换链的描述,这里 讲得比我好。

  • canvas -创建-> WebGPU上下文 -创建-> 交换链 -创建-> canvas像素内存视图(视图用于操作像素内存,辅助交换链的交换工作,将显卡上渲染好的数据写入像素内存)
  • 设备 -创建-> “命令”编码器 -创建-> “渲染通道”编码器

渲染进行时,渲染通道编码器 会将 “渲染通道描述对象”,通过 交换链 绘制到 canvas 上。

编码器如何访问canvas?通过 this.swapChain.getCurrentTexture().createView() 创建出来的对象来访问 canvas 上的像素内存,把显存里绘制好的数据写入 canvas 上的像素内存。

const textureView = swapChain.getCurrentTexture().createView()
const renderPassDescriptor = {
  colorAttachments: [{
    attachment: textureView,
    loadValue: {
      r: 0.0, g: 0.0, b: 0.0, a: 1.0
    }
  }]
}
const passEncoder = commandEncoder.beginRenderPass(renderPassDescriptor)

“命令”编码器通过传递进来的参数与交换链上的 canvas 像素内存作绑定,返回一个 “渲染通道”编码器,“渲染通道”编码器则通过设置渲染管线、调用函数来完成绘制。

passEncoder.setPipeline(pipeline)
passEncoder.draw(3, 1, 0, 0)

最后,结束此渲染通道,结束指令编码器,所有指令扔给设备。

passEncoder.endPass()
device.queue.submit([commandEncoder.finish()])

提示

若要进行代码结构优化,不想堆屎山,恭喜你,一个未来未来的架构师正在发芽,当前进度:新建文件夹。

优化的第一步,先把以下三个对象提升生命周期:

  • 适配器
  • 设备
  • 交换链

渲染一次(帧)所需的着色器、编码器、管线和数据可能不尽一样,但是以上仨货基本不变。

现在顶点数据写死在着色器中,后续会从内存中读取并传入,类似 WebGLBuffer。

大致结构可布局如下:

const adapter = // 请求适配器
const gtx4090ti = // 请求设备
const swapChain = // 从canvas上下文中获取交换链

// 经典的 rAF
function requestNewFrame() {
  const pipeline = // 创建管线
  const cmdEncoder = // 创建命令编码器
  const passEncoder = // 创建渲染通道编码器
  /*
    passEncoder 设置绘制命令
  */
  // 搞定了当前帧的所有准备,提交给设备

  requestAnimationFrame(requestNewFrame)
}

requestNewFrame()

或者使用异步的写法

async function init(/*参数*/) {
  const adapter = await ...// 请求适配器
	const gtx4090ti = await ...// 请求设备
	const swapChain = // 从canvas上下文中获取交换链
  
  const requestNewFrame = () => {
    /*
     创建管线、编码器,使用编码器进行绘制
    */
    requestAnimationFrame(requestNewFrame)
  }
  return requestNewFrame
}

init(/*传参*/).then(requestFn => {
  requestFn()
})

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