鲁达 什么是WebGPU？
WebGPU是为Web平台设计的全新一代，暴露GPU硬件底层能力的API
当前Web平台使用图形API的现状
- 目前WebGPU的相关工作仍在有条不紊的快速推进中
- 目前Web平台中实现图形加速的方法依然是基于WebGL。
为什么要开发WebGPU
既然我们现在有了现成的WebGL，为什么我们还需要去开发WebGPU这一套全新的API呢？首先我们要从WebGL的发展开始讲起：
WebGL
- WebGL是当下Web平台的实际图形标准。
- WebGL是一套 low-level的3D图形API
- WebGL的设计与OpenGL ES的标准非常的接近
但是由于随着计算机科学的发展，人们对性能的追求是无止境的，渐渐的WebGL也开始暴露出一些问题了。
WebGL太老了
我们可以看出，最新的WebGL2.0对应的是OpenGL ES3.0的版本，而OpenGL ES3.0对应的则是桌面OpenGL 3.2的版本（2010），现在已经2022了，我们却还在使用十年前的标准。这导致很多现代GPU的强悍能力无法得到发挥。
而且，OpenGL有着非常重的历史包袱。由于在O时代之前，那时候GPU几乎没有什么可编程的能力，几乎都是固定渲染管线。所以OpenGL被设计为了一个“大号状态机”的形式。所有的状态都是全局的，每次的drawCall都是用的同一份状态。
在O之后，虽然出现了可编程的渲染管线，但是全局状态的设计仍然被保留了下来。
WebGL难以向前发展
- 苹果仅支持O 和OpenGL ES3.0，并且不支持计算Shader
- 在Metal之上实现WebGL需要花费大量的工作（这也是为什么现在Safari 15才刚刚支持WebGL2的原因）
渐渐地各大厂商开始抛弃OpenGL，GPU最新的特性在OpenGL上不再被支持。
WebGPU的优势
WebGPU的设计更容易被D3D12（D3D12 [Direct3D 12]是Microsoft开发的图形API）、Metal(Apple)、Vulkan(Khronos Group开发的跨平台的图形API)所实现，并且还具有以下优点：
减少CPU的开销
根据上图我们可以看到，如果WebGL是直接调用的OpenGL/OpenGL ES的API的话，那么实现WebGL的成本是相对较低的，但是由于OpenGL的设计问题，OpenGL的驱动要求进行一系列的错误检测，我们希望错误检查仅仅在开发阶段进行就可以了，在实际运行时，这些错误检查都是不必要的。所以这里会导致CPU的开销增大。而WebGPU并不需要驱动去做这些错误检查。
另外，如果WebGL是构建在非OpenGL的平台上，比如D3D12，那么还需要额外的实现另一套程序来适配，更加导致CPU的开销增加。
针对于WebGL对于全局状态的设定有所不同的是，WebGPU采用了PipelineStateObject这样的一个对象来设置渲染管线中的相关信息。这样在运行时，就很容易的切换渲染管线之间不同的状态。
多线程的支持
WebGPU另一个强大的能力在于能够支持多线程。WebGL由于全局状态的设定，一旦状态设定了后就立即执行，这导致WebGL不能支持多线程。而WebGPU能够支持多线程的秘密在于：WebGPU的执行被分为了“录制命令”和“提交命令”两个阶段。
- 录制命令是纯CPU的过程，它可以在多线程中分别的进行录制，然后将其提交到一个“队列中”
- 提交命令就是根据之前录制好的命令，按照录制的顺序，GPU真正的依次执行相关命令。
Web Worker是支持上述的特性的。
WebGPU的发展现状
WebGPU仍在开发的状态当中，在Chrome Canary版本中WebGPU可以通过打开Flags的方式进行尝鲜。
但是WebGPU的API仍然不稳定并且一直在发展中。
WebGPU的发展
浏览器的支持情况
- 开源项目 gfx-rs 计算被用于Firefox中作为WebGPU的实现。
- Apple 也正在实现WebGPU的工作中
- Microsoft Edge基于Chromium，但是还未支持WebGPU
3D 开发框架支持情况
- Babylon.js 计算在5.0版本支持WebGPU
- T 已经开始实现WebGPU的后端渲染器
总结
好了，今天关于WebGPU的相关介绍就这么多，如果你觉得本文有用，别忘了点赞。您的点赞就是对作者最好的鼓励！
作者：隐玄子
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来源：稀土掘金