webgpu 获得浏览器的正式支持，对web 应用的开发会产生哪些方面的影响？

WebGPU 获得浏览器的正式支持，是 Web 应用开发领域的一个里程碑事件，它对 Web 应用的开发将产生深远的影响，主要体现在以下几个方面：

🚀 性能与能力的大幅提升

WebGPU 是 WebGL 的继任者，它将现代 GPU 编程的先进功能带入了 Web 平台，从而实现了性能和功能上的巨大飞跃：

• 更好的 GPU 兼容性和更高效的渲染：

  • WebGPU 基于 Direct3D 12、Metal 和 Vulkan 等现代原生 GPU API 设计，能更好地反映现代 GPU 硬件的工作方式 。
  • 它使得在 CPU 端渲染单个对象的成本更低，并支持现代化的 GPU 渲染特性（例如计算着色器、后期处理滤镜等）。
  • 应用可以实现更流畅的帧率（例如，在某些情况下可以轻松实现 60 FPS），并有更大的性能空间用于复杂的效果。

• 一流的通用 GPU (GPGPU) 计算支持：

  • WebGPU 提供了计算着色器（Compute Shader）这一核心新功能，为 GPGPU 计算提供了原生的、灵活且高效的支持。
  • 这解决了 WebGL 时代需要通过绘制三角形来“伪装”计算任务的痛点，显著提高了机器学习（AI 推理）、物理模拟、数据处理等非渲染任务的效率。
  • 例如，TensorFlow.js 中某些模型的初始导出性能在从 WebGL 迁移到 WebGPU 后，提升了三倍。

• 多画布和设备管理：

  • 与 WebGL 的全局状态模型不同，WebGPU 允许将画布配置与设备创建分开，这意味着可以使用同一个 GPUDevice 渲染任意数量的画布，极大地简化了多窗格 3D 编辑器等复杂应用的开发。

🛠️ 开发体验与架构的改进

WebGPU 引入了更现代、更健壮的 API 设计模式，提升了开发效率和代码质量：

• 无状态 API：

  • WebGPU 是一种无状态 API，不维护全局状态。这使得代码共享更加容易，开发者无需担心意外更改全局状态而影响代码的其他部分，从而使创建健壮、可组合的库和应用更加容易。

• 不可变管线 (Immutable Pipelines)：

  • 管线（Pipeline）是不可变的。如果需要更改设置，只需创建一个新的管线。这简化了命令的记录和执行，例如在阴影贴图等场景中，可以更高效地记录和执行多个命令流。

• 更好的调试支持：

  • WebGPU 提供了有用的错误消息，包括调用堆栈、清晰的错误描述和修复建议。开发者还可以为 WebGPU 对象提供自定义标签，这些标签会出现在 GPU 错误消息和开发者工具中，极大地改善了调试体验。

• 减少样板代码：

  • WebGPU 利用了 Promise 等现有的 Web 平台功能处理异步操作，有助于减少所需的样板代码，使 API 更易于学习和使用。

💡 新的应用场景和可能性

WebGPU 的能力扩展将解锁一系列新的 Web 应用类型：

• 高性能 AI/ML 应用：

  • 客户端 AI 推理的速度大幅提升，使大型、复杂的机器学习模型可以直接在用户的设备上运行，带来更低的延迟、更高的隐私性和更少的服务器成本。

• 高质量 3D 游戏和沉浸式体验：

  • 现代渲染技术（如高级光照、粒子系统、复杂的后期处理效果）可以在 Web 上实现，提升 Web 游戏的画质和性能，为 WebXR（AR/VR）等沉浸式技术奠定更好的图形基础。

• 专业级工具：

  • 能够开发更强大的浏览器内 3D 编辑器、CAD 工具、数据可视化应用和科学模拟工具，这些工具过去往往只能作为原生桌面应用存在。

总结来说，WebGPU 的正式支持意味着 Web 应用不再局限于 WebGL 的功能和性能限制，它为 Web 带来了与原生应用相媲美的 GPU 访问能力，将驱动下一代高性能、图形密集型和计算密集型 Web 应用的诞生。