《学习 wgpu》中文版

为了便于读者的理解，译者选择性的添加了一些内容，并对原文中有歧义或错误的（比如：第八章、第十一章 Srgb 部分等等）地方进行重新表述。所有的添加与修改均不会做单独标记。

翻译时采用了第一人称视角，故，除了带 🆕 标记的章节，教程中的我主要指的是原作者 @sotrh。

另外，专有名词在一个段落中第一次出现时做了加粗处理，同一段落里反复出现时就不再加粗。

WebGPU 是啥？

WebGPU 是由 W3C GPU for the Web 社区组所发布的规范，目标是允许网页代码以高性能且安全可靠的方式访问 GPU 功能。它通过借鉴 Vulkan API，并将其转换为宿主硬件上使用的各式 API（如 DirectX、Metal、Vulkan）来实现这一目标。

wgpu 又是啥？

wgpu 是基于 WebGPU API 规范的、跨平台的、安全的、纯 Rust 图形 API。它是 Firefox、Servo 和 Deno 中 WebGPU 整合的核心。

wgpu 不仅可以在 Web 环境运行，还可以在 macOS / iOS、Android、Window 和 Linux 等系统上原生运行。

为什么要使用 Rust？

wgpu 实际上提供了 C 语言绑定 (wgpu-native)，你可以写 C/C++ 或其他能与 C 互通的语言来使用它。尽管如此，wgpu 本身是用 Rust 实现的，它便利的 Rust 绑定能减少你使用中的阻碍。更重要的是，Rust 是一门高性能，内存和线程安全且极具生产力的现代底层语言。

在学习本教程之前你需要先熟悉 Rust，因为这里不会详细介绍 Rust 的语法知识。如果对 Rust 还不太熟悉，可以回顾一下 Rust 教程或 Rust 语言圣经。另外还需要熟悉 Rust 包管理工具 Cargo。

为什么要学习 wgpu，直接用 JS/TS 搞 WebGPU 开发不香吗？

从 wgpu 及 dawn 这两个主要的 WebGPU 标准的实现库的开发动向可以看出，大量的扩展特性目前只有在 Native 端（Windows、macOS、Linux、iOS、Android）原生运行才能支持。wgpu 更是将 Native 端运行做为首要目标，WebGPU 是做为最低支持的特性集而存在。

使用 wgpu 在桌面及移动端做跨平台原生应用开发的体验极好，甚至我偏向于认为：WebGPU 更容易在 Native 端得到普及。因为不用受限于 1.0 标准啥时候发布，用户的浏览器是否支持等问题，现在就可以发布采用了 wgpu 的商业应用。

学习 wgpu 还有另一个重要的优势，那就是可以利用各种强大的桌面端 GPU 调试工具。在开发大型 2D/3D 应用时，通过使用命令记录/回放、帧捕捉、Buffer 视图等功能，可以快速定位 GPU 层代码/数据的性能瓶颈和程序缺陷。相较于仅依靠浏览器提供的有限调试能力，这些工具能够事半功倍，帮助开发者更快地解决问题。

wgpu/WebGPU 的学习资料是不是很少？

其实不用纠结于 WebGPU 方面的直接学习资料的多少。

WebGPU 就是一套图形接口，绝大部分概念都是各图形接口里通用的，任何一本经典图形学书籍都是我们的学习资料。要利用好这些经典资料，前提仅仅就是要先学习一套图形接口。因为图形学的书不是使用统一的特定图形接口所写，先学会一个图形接口及常见的概念，然后再去深入学习某个方面的资料就会事半功倍。

现在学习 wgpu 是不是为时尚早？

虽然 WebGPU 1.0 要到 2023 年下半年才会正式发布，但 API 目前已经稳定了，且 Google 已经在 2023/4/6 宣布从 Chrome 113 版本开始正式支持 WebGPU。

如何运行示例代码

本教程的示例代码大部分放在 code/ 目录下，且示例程序的名称与程序目录同名。比如，第一章 依赖与窗口 所有在的目录是 code/beginner/tutorial1-window, 此示例程序的名称也叫 tutorial1-window:

# 在桌面环境本地运行
cargo run --bin tutorial1-window

# 在浏览器中运行
# 需要先安装 Rust WebAssembly target
rustup target add wasm32-unknown-unknown
# 使用 WebGPU（需要使用 Chrome/Edge 113+ 或 Chrome/Edge Canary，Canary 需手动开启 WebGPU 试验功能）
cargo run-wasm --bin tutorial1-window
# 使用 WebGL 2.0
cargo run-wasm --bin tutorial1-window --features webgl

调试与集成 部分的代码是 2 个独立的项目： wgpu-in-app 和 bevy-in-app

simuverse 是基于 wgpu + egui 的扩展示例，提供了粒子矢量场，流体场及 GPU 程序化纹理的实现。

如何开启浏览器 WebGPU 试验功能

FireFox

安装 Nightly 版本，在地址栏中输入 about:config , 将 dom.webgpu.enabled 设置为 true:

Chrome

Chrome 113+ 已经默认开启了 WebGPU 支持。如果安装的是 Canary 版，在地址栏中输入 chrome://flags , 将 Unsafe WebGPU 设置为 Enabled:

Microsoft Edge

Microsoft Edge 113+ 也已默认开启了 WebGPU 支持。如果安装的是 Canary 版，在地址栏中输入 edge://flags , 将 Unsafe WebGPU Support 设置为 Enabled:

关于译者

我是一名移动端架构师, 有多年使用 OpenGL ES / WebGL, Metal 的实践经验。2018 年开始接触 WebGPU，目前正积极地参与到 wgpu 开源项目的开发与完善之中，并且已于两年前在 AppStore 上架了基于 wgpu 实现的毛笔书法模拟 App 字习 Pro。

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