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WebGPU 基本概念节选翻译,选自 WebGPU Spec 3 Fundamentals,本文列举一部分简略的内容,其余内容当前独自拉出去和其余材料一起谈。
1 公共约定
节选自 WebGPU Spec 3.1 Conventions
① WebGPU 接口
WebGPU 接口是外部对象的公开拜访模式,和大多数语言的接口语法提供的性能差不多。
这里只需注意,继承了 GPUObjectBase
的接口都是 WebGPU 接口。
interface mixin GPUObjectBase {attribute USVString? label;};
label 字段用来形容对象本身,可空。
② 对象形容者
对象形容者蕴含创立一个对象所需的信息,通常调用 GPUDevice
的 createXXX
办法实现。
dictionary GPUObjectDescriptorBase {USVString label;};
此处的 label 和 GPUObjectBase 的 label 含意差不多。
2 坐标零碎
节选自 WebGPU Spec 3.3 Coordinate Systems
- 在 NDC 中,Y 轴朝上。NDC 的点
(-1.0, -1.0)
位于 NDC 的左下角。NDC 的 X 和 Y 的最大最小值为 1 和 -1,Z 的取值范畴是[0, 1]
。NDC 中超出此范畴的点会被剪裁。 - 在 Framebuffer、视口坐标系和 Fragment/ 像素坐标系中 Y 轴朝下。原点
(0, 0)
位于这几个坐标系的左上角。 - 视窗坐标和帧缓存(Framebuffer)坐标相匹配。
- 纹理坐标的原点
(0, 0)
示意纹理数据的第一个纹素(texel)。
WebGPU 的坐标系和 DirectX 坐标系匹配。
3 外围对象
节选自 WebGPU Spec 3.5 Core Internal Objects
Adapter(适配器)
适配器对象示意 WebGPU 在具体零碎中古代图形接口的实现。如果适配器对象变得不可用了,那就会被标记为有效,并且永远不会再变无效,并且,连带着由它创立的设施等对象一并变得有效。
适配器对象能够简略了解为图形处理器,既能够是真的物理显卡,也能够是由模仿进去的的软显卡。不同的适配器对象容许指向同一个显卡,譬如适配器 A 和适配器 B,只是在申请参数上略有不同。
适配器对象在 WebGPU 中由 GPUAdapter
接口实现。
对于适配器对象的申请与创立过程,参考初始化局部的内容。
Devices(设施)
设施是适配器的逻辑性能上的实现,所有的 WebGPU 子对象均由设施对象创立,它能够在专用型 WebWorker 中应用。
如果设施对象生效了,那么由设施对象创立的子对象也会变得不可用。
设施对象在 WebGPU 中由 GPUDevice
接口实现。
对于设施对象的申请与创立过程,参考初始化局部的内容。
4 WebGPU 的性能列表及其最大限度
节选自 WebGPU Spec 3.6 Optional Capabilities
4.2 性能
性能,指的是一组可选的 WebGPU 性能,并不是所有的平台都反对,通常是操作系统或者显卡硬件不反对。
每个 GPUAdapter 都会带有一个 features
对象,在申请设施对象时只能用这个对象内的性能,也只有在申请设施对象时,能力设置这个行将被创立的设施对象能有哪些性能。
无关 WebGPU 性能的具体形容,参考 WebGPU Spec 23. Feature Index 后列举如下:
译者注
有点蛋疼的是,你间接拜访
adapter.features
它只是个相似 Set 的对象,而不是一般的对象能看到外面有什么反对的性能,要你本人去拜访 values …
① depth-clamping
启用这个性能时,GPUPrimitiveState
接口的 clampDepth
属性能力被设置:
const renderPipeline = device.createRenderPipeline({
/*...*/,
primitive: {
/* ... */,
clampDepth: true
}
})
② depth24unorm-stencil8
启用这个性能时,能力创立 “depth24unorm-stencil8” 格局的纹理对象:
const texture = device.createTexture({
/* ... */,
format: "depth24unorm-stencil8"
})
③ depth32float-stencil8
启用这个性能时,能力创立 “depth32float-stencil8” 格局的纹理对象:
const texture = device.createTexture({
/* ... */,
format: "depth32float-stencil8"
})
④ pipeline-statistics-query
启用这个性能时,枚举类型 GPUQueryType
能力用。
⑤ texture-compression-bc
启用这个性能时,能力创立 BC 格局的纹理:
const texture = device.createTexture({
/* ... */,
format: "bc1-rgba-unorm" / "bc1-rgba-unorm-srgb" / "bc2-rgba-unorm" / "bc2-rgba-unorm-srgb" / "bc3-rgba-unorm" / "bc3-rgba-unorm-srgb" / "bc4-r-unorm" / "bc4-r-snorm" / "bc5-rg-unorm" / "bc5-rg-snorm" / "bc6h-rgb-ufloat" / "bc6h-rgb-float" / "bc7-rgba-unorm" / "bc7-rgba-unorm-srgb"
})
⑥ timestamp-query
启用这个性能后,枚举类型 GPUQueryType
中的 "timestamp"
枚举能力应用。
4.1 限度
每个限度属性的值类型都是数字。每个限度对象(适配器对象和设施对象的一个属性)上的限度属性个数都是一样的,区别就是他们的值有可能不太一样。
设施对象的限度优先级高于适配器的,因为大多时候用的是设施对象,而且设施对象是由适配器对象申请的,适配器对象申请设施对象的时候能够传递对设施对象的限度需要。
留神,每条限度要与硬件适配,不要在挪动设施上把限度放得很宽,否则容易影响性能。正当的限度须要因具体硬件而定。
每条限度都有一个默认值,如果适配器在申请设施时,没有传递限度参数 requiredLimits
,那么就会应用默认值。
当初,对限度值进行逐条解释。
限度名 | 类型 | 倡议值 | 默认值 | 解释 |
---|---|---|---|---|
maxTextureDimension1D | unsigned long | 可设更高 | 8192 | 创立一维纹理对象时,size 属性最大允许值 |
maxTextureDimension2D | unsigned long | 可设更高 | 8192 | 创立二维纹理对象时,size 属性最大允许值 |
maxTextureDimension3D | unsigned long | 可设更高 | 8192 | 创立三维纹理对象时,size 属性最大允许值 |
maxTextureArrayLayers | unsigned long | 可设更高 | 256 | GPUExtent3DDict 对象的 depthOrArrayLayers 属性的最大值 |
maxBindGroups | unsigned long | 可设更高 | 4 | 创立 GPUPipelineLayout 时,绑定组的布局对象数量(也即绑定组的最大个数) |
maxDynamicUniformBuffersPerPipelineLayout | unsigned long | 可设更高 | 8 | 创立 GPUPipelineLayout 时,每个管线的布局对象中容许设置带有动静偏移值的 UBO 的最大数量 |
maxDynamicStorageBuffersPerPipelineLayout | unsigned long | 可设更高 | 4 | 创立 GPUPipelineLayout 时,每个管线的布局对象中容许设置带有动静偏移值的存储型 GPUBuffer 的最大数量 |
maxSampledTexturesPerShaderStage | unsigned long | 可设更高 | 16 | (在其可能用到的着色器阶段中)绑定组的布局对象中容许设置采样纹理的最大个数 |
maxStorageBuffersPerShaderStage | unsigned long | 可设更高 | 8 | (在其可能用到的着色器阶段中)绑定组的布局对象中容许设置的存储型 GPUBuffer 的最大个数 |
maxStorageTexturesPerShaderStage | unsigned long | 可设更高 | 4 | (在其可能用到的着色器阶段中)绑定组的布局对象中容许设置的存储型纹理的最大个数 |
maxUniformBuffersPerShaderStage | unsigned long | 可设更高 | 12 | (在其可能用到的着色器阶段中)绑定组的布局对象中容许设置的 UBO 的最大个数 |
maxUniformBufferBindingSize | unsigned longlong | 可设更高 | 16384 | 绑定组布局对象的 entry 中 UBO 的 size 属性的最大值 |
maxStorageBufferBindingSize | unsigned longlong | 可设更高 | 13427728(128MB) | 绑定组布局对象的 entry 中存储型或只读存储型 (storage 或 read-only-storage ) GPUBuffer 的 size 属性的最大值 |
minUniformBufferOffsetAlignment | unsigned long | 尽量设小 | 256 | 绑定组布局对象的 entry 中 UBO 的 offset 值,以及 setBindGroup 办法的动静 offset 值,这是一个对齐值 |
minStorageBufferOffsetAlignment | unsigned long | 尽量设小 | 256 | 绑定组布局对象的 entry 中存储型或只读存储型 (storage 或 read-only-storage ) GPUBuffer 的 offset 值,以及 setBindGroup 办法的动静 offset 值,这是一个对齐值 |
maxVertexBuffers | unsigned long | 可设更高 | 8 | 渲染管线能创立最大 VBO 的个数 |
maxVertexAttributes | unsigned long | 可设更高 | 16 | 渲染管线中 VBO 的最大顶点属性个数 |
maxVertexBufferArrayStride | unsigned long | 可设更高 | 2048 | 渲染管线中 VBO 的最大字节偏移量 |
maxInterStageShaderComponents | unsigned long | 可设更高 | 60 | 不同渲染阶段通信时,在通信中传递的变量中容许的最大组件个数(例如顶点阶段到片元阶段) |
maxComputeWorkgroupStorageSize | unsigned long | 可设更高 | 16352 | 计算着色器入口函数中工作组容许应用的最大空间(单位:字节) |
maxComputeInvocationsPerWorkgroup | unsigned long | 可设更高 | 256 | 计算着色器入口函数中 workgroup_size 乘积的最大值 |
maxComputeWorkgroupSizeX | unsigned long | 可设更高 | 256 | 计算着色器入口函数中 workgroup_size 中 X 维度的最大值 |
maxComputeWorkgroupSizeY | unsigned long | 可设更高 | 256 | 计算着色器入口函数中 workgroup_size 中 Y 维度的最大值 |
maxComputeWorkgroupSizeZ | unsigned long | 可设更高 | 64 | 计算着色器入口函数中 workgroup_size 中 Z 维度的最大值 |
maxComputeWorkgroupsPerDimension | unsigned long | 可设更高 | 65535 | 计算通道编码器的 dispatch(x, y, z) 函数参数中的最大值 |
4.1.1 GPUSupportedLimits
GPUSupportedLimits
接口裸露了适配器或者设施对象的最大限度,间接拜访 device.limits
或 adapter.limits
即可,是一个对象。
[Exposed=(Window, DedicatedWorker)]
interface GPUSupportedLimits {
readonly attribute unsigned long maxTextureDimension1D;
readonly attribute unsigned long maxTextureDimension2D;
readonly attribute unsigned long maxTextureDimension3D;
readonly attribute unsigned long maxTextureArrayLayers;
readonly attribute unsigned long maxBindGroups;
readonly attribute unsigned long maxDynamicUniformBuffersPerPipelineLayout;
readonly attribute unsigned long maxDynamicStorageBuffersPerPipelineLayout;
readonly attribute unsigned long maxSampledTexturesPerShaderStage;
readonly attribute unsigned long maxSamplersPerShaderStage;
readonly attribute unsigned long maxStorageBuffersPerShaderStage;
readonly attribute unsigned long maxStorageTexturesPerShaderStage;
readonly attribute unsigned long maxUniformBuffersPerShaderStage;
readonly attribute unsigned long long maxUniformBufferBindingSize;
readonly attribute unsigned long long maxStorageBufferBindingSize;
readonly attribute unsigned long minUniformBufferOffsetAlignment;
readonly attribute unsigned long minStorageBufferOffsetAlignment;
readonly attribute unsigned long maxVertexBuffers;
readonly attribute unsigned long maxVertexAttributes;
readonly attribute unsigned long maxVertexBufferArrayStride;
readonly attribute unsigned long maxInterStageShaderComponents;
readonly attribute unsigned long maxComputeWorkgroupStorageSize;
readonly attribute unsigned long maxComputeInvocationsPerWorkgroup;
readonly attribute unsigned long maxComputeWorkgroupSizeX;
readonly attribute unsigned long maxComputeWorkgroupSizeY;
readonly attribute unsigned long maxComputeWorkgroupSizeZ;
readonly attribute unsigned long maxComputeWorkgroupsPerDimension;
};
每项的解释见上文。
4.1.2 GPUSupportedFeatures
GPUSupportedFeatures
即 device.features
和 adapter.features
对象所实现的接口。
这个对象不是一般的 JavaScript 对象,而是相似 ES6 中 Set
一样的汇合,你能够应用 has
办法来查看有什么性能。它只能增加 GPUFeatureName
(定义在 WebGPU Spec 4.4.1.1 GPUFeatureName)枚举中的值。
[Exposed=(Window, DedicatedWorker)]
interface GPUSupportedFeatures {readonly setlike<DOMString>;};
enum GPUFeatureName {
"depth-clamping",
"depth24unorm-stencil8",
"depth32float-stencil8",
"pipeline-statistics-query",
"texture-compression-bc",
"timestamp-query",
};
留神,GPUFeatureName
会缓缓增加,然而浏览器实现不肯定就跟得上进度,这时候能够用判断优雅地解决:
if (adapter.features.has('unknown-feature')) {// Use unknown-feature} else {console.warn('unknown-feature is not supported by this adapter.');
}