WebGPU小白入门(一): 零基础创建第一个WebGPU项目

看了这么多WebGPU的发展和优势,你是不是也有点手痒了,心想,WebGPU听起来那么复杂,到底怎么开始着手?发布一个WebGPU的Project到底怎么做?
我们不知道把大象放冰箱是不是只要三步,但是我们可以告诉大家,有了Orillusion的模板,制作一个WebGPU的项目是多么轻松!
Orillusion提供并部署了Chrome WebGPU Token,运行后,在Chrome 100+ 上即可支持WebGPU内容(支持最新wgsl版本)。
Orillusion WebGPU模板链接:
https://github.com/Orillusion/orillusion-webgpu-samples
在Terminal中,输入以下命令,下载Github库,使用npm或yarn安装库,并运行,浏览器打开localhost:3000,即可看到运行结果,一个小小的三角形。

# Clone the repo git clone https://github.com/Orillusion/orillusion-webgpu-samples.git ? # Go inside the folder cd orillusion-webgpu-samples ? # Start installing dependencies npm install #or yarn add ? # Run project at localhost:3000 npm run dev #or yarn run dev

就是这么简单,相信你已经在自己的电脑上实现了第一个WebGPU小程序,下面我们来看一下,在这个小小三角形下,Orillusion的工程师为我们做了什么吧!
使用Vite打包
前端技术的朋友们比较熟悉的打包工具还有Webpack、Rollup 和 Parcel 等,它们极大地改善了前端开发者的开发体验。Vite 通过在一开始将应用中的模块区分为 依赖 和 源码 两类,通过原生ESM加载,极大的改进了代码编译时间,启动和热更新速度非常快,几乎是毫秒级更新。
对 TypeScript、JSX、CSS 等支持开箱即用,Vite 使用 esbuild 将 TypeScript 转译到 JavaScript,约是 tsc 速度的 20~30 倍,同时 HMR 更新反映到浏览器的时间小于 50ms。这些特点优势对开发者是非常友好的。
使用Vite开发的文件结构如下:
├─node_modules/# Dependencies │├─@webgpu# WebGPU types for TS │└─...# Other dependencies (TypeScript, Vite, etc.) ├─src/# Source files │├─shaders# Folder for shader files │└─*.ts# TS files for each demo ├─samples/# Sample html │└─*.html# HTML entry for each demo ├─.gitignore# Ignore certain files in git repo ├─index.html# Entry page ├─LICENSE# MIT ├─logo.png# Orillusion logo image ├─package.json# Node package file ├─readme.md# Read Me! └─tsconfig.json# TS configuration file

安装WebGPU库,配置tsconfig文件
我们的模板库已经安装了@webgpu/types,来支持WebGPU:
npm install @webgpu/types --save

vite/client@webgpu/types 添加到 tsconfig 中的 compilerOptions.types 下:
{ "compilerOptions": { .. .. .. "types": ["vite/client", "@webgpu/types"] } "include": ["src"] }

vite/client 会提供以下类型定义补充:
  • 资源导入 (例如:导入一个 .wgsl 文件)
  • import.meta.env 上 Vite 注入的环境变量的类型定义
  • import.meta.hot 上的 HMR API 类型定义
绘制三角形
Chrome 100+ wgsl 使用新的@ 标签 ,如果wgsl报错无法显示,请更新Chrome版本。
  1. 顶点着色器 triangle.vert.wgsl
    // 使用最新的wgsl标准 @stage(vertex) fn main(@builtin(vertex_index) VertexIndex : u32) -> @builtin(position) vec4 { var pos = array, 3>( vec2(0.0, 0.5), vec2(-0.5, -0.5), vec2(0.5, -0.5) ); return vec4(pos[VertexIndex], 0.0, 1.0); }

  2. 片元着色器 red.frag.wgsl
// 使用最新的wgsl标准 @stage(fragment) fn main() -> @location(0) vec4 { return vec4(1.0, 0.0, 0.0, 1.0); }

  1. 绘制三角形 basicTriangle.ts
【WebGPU小白入门(一): 零基础创建第一个WebGPU项目】vite/client可以很方便的引入 string 类型的 wgsl 文件,在链接后添加标注即可
import triangleVertWGSL from './shaders/triangle.vert.wgsl?raw' import redFragWGSL from './shaders/red.frag.wgsl?raw'

通过90行代码,来初始化webgpu的device,调用canvas,创建一个pipeline,传入顶点和片元着色器代码,最后绘制成功!
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WebGPU Origin Trial Token
为了方便本地开发,Orillusion 申请了在 localhost 环境中可以使用的 Chrome WebGPU 的 Origin Trial Token,配置在 vite.config.js 中,可以不用下载Chrome Canary版本,也无需手动设置 unsafe-webgpu flag,在普通 Chrome 96+ 中均可支持WebGPU。在WebGPU正式发布前,Orillusion 会定期更新 token。
// vite.config.js import { defineConfig } from 'vite' const devToken = 'Amu*****************==' module.exports = defineConfig({ plugins: [ { name: 'Origin-Trial', configureServer: server => { server.middlewares.use((_req, res, next) => { res.setHeader("Origin-Trial", devToken) next() }) } } ] })

小练习
我们介绍了顶点着色器和片元着色器,那么尝试改变下坐标和颜色,来制作专属你的图形!Push到Git里,和我们一起交流分享!
Orillusion WebGPU模板链接:
https://github.com/Orillusion/orillusion-webgpu-samples
我们知道,一个三角形怎么能满足同学们的求知欲呢,Orillusion团队计划发布更多WebGPU的课程,让我们一起来探索WebGPU,关注我们,敬请期待后续的分享!
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欢迎更多的小伙伴可以加入我们的Orillusion社区,陪我们一起见证WebGPU的发展。我们会尽自己最大的努力把最干货最前沿的WebGPU技术分享给每一位社区成员,也诚心的希望大家为Orillusion开源社区做出自己的贡献。我们一直坚信,开源社区的技术留痕是每一位技术人员最崇高的追求。因此,我们尊重,我们认可,我们更期待,加入Orillusion,让我们共同进步!
——Link uncharted, 链接未来世界
Orillusion 团队介绍
Orillusion团队由帝国理工大学可视化渲染方向博后创建,团队成员具备顶级的学术背景,包括来自海内外名校的硕士博士,如港大,哈工大,北邮等,而且引擎技术研发成员均来自原白鹭引擎核心团队,具备10年以上的底层引擎研发经验。我们也一直持续关注优秀企业和开源社区的相关人才,期待更多热爱开源的小伙伴加入Orillusion,一起改变世界!
团队专注于引擎底层技术研发,主要工作是打造完全开源的WebGPU轻量级通用渲染引擎,目标是在浏览器中实现桌面级的渲染效果,以及支持超大复杂场景的3D呈现。未来团队会一直专注于引擎底层的技术突破,打造优秀的开源软件及开源区,为3D场景爆发时代提供引擎基础工具。

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