Graafikakonveieri vallandamine: sügav sukeldumine WebGL-i geomeetria varjutajatesse

Reaalajas 3D-graafika maailmas otsivad arendajad pidevalt suuremat kontrolli renderdusprotsessi üle. Aastaid oli standardne graafikakonveier suhteliselt kindel rada: tipud sisse, pikslid välja. Programmeeritavate varjutajate kasutuselevõtt muutis seda revolutsiooniliselt, kuid pikka aega püsis geomeetria põhistruktuur tipu- ja fragmendietapi vahel muutumatuna. WebGL 2.0, mis põhineb OpenGL ES 3.0-l, muutis seda, tuues sisse võimsa valikulise etapi: geomeetria varjutaja.

Geomeetria varjutajad (GS) annavad arendajatele enneolematu võime manipuleerida geomeetriaga otse GPU-s. Nad saavad luua uusi primitiive, hävitada olemasolevaid või muuta nende tüüpi täielikult. Kujutage ette, et muudate ühe punkti täielikuks nelinurgaks, pressite kolmnurgast välja uimed või renderdate kõik kuus kuupkaardi tahku üheainsa joonistamiskäsuga. See on võimsus, mida geomeetria varjutaja teie veebipõhistesse 3D-rakendustesse toob.

See põhjalik juhend viib teid sügavale WebGL-i geomeetria varjutajate maailma. Uurime, kuhu nad konveieris sobivad, nende põhimõisteid, praktilist rakendamist, võimsaid kasutusjuhtumeid ja kriitilisi jõudluskaalutlusi ülemaailmsele arendajate kogukonnale.

Kaasaegne graafikakonveier: kuhu geomeetria varjutajad sobivad

Et mõista geomeetria varjutajate ainulaadset rolli, vaatame esmalt uuesti üle kaasaegse programmeeritava graafikakonveieri, nagu see eksisteerib WebGL 2.0-s:

1. Tipuvarjutaja (Vertex Shader): See on esimene programmeeritav etapp. See käivitatakse üks kord iga sisendandmetes oleva tipu kohta. Selle peamine ülesanne on töödelda tipu atribuute (nagu asukoht, normaalid ja tekstuurikoordinaadid) ja teisendada tipu asukoht mudeliruumist lõikeruumi, väljastades `gl_Position` muutuja. See ei saa luua ega hävitada tippe; selle sisendi ja väljundi suhe on alati 1:1.
2. (Tessellatsiooni varjutajad - WebGL 2.0-s pole saadaval)
3. Geomeetria varjutaja (valikuline): See on meie fookuses. GS käivitub pärast tipuvarjutajat. Erinevalt eelkäijast töötab see korraga terve primitiiviga (punkt, joon või kolmnurk) koos selle kõrvalasuvate tippudega, kui seda on nõutud. Selle supervõime on võime muuta geomeetria hulka ja tüüpi. See võib väljastada null, ühe või mitu primitiivi iga sisendprimitiivi kohta.
4. Teisenduse tagasiside (Transform Feedback) (valikuline): Eriline režiim, mis võimaldab teil salvestada tipu- või geomeetriavarjutaja väljundi tagasi puhvrisse hilisemaks kasutamiseks, möödudes ülejäänud konveierist. Seda kasutatakse sageli GPU-põhiste osakeste simulatsioonide jaoks.
5. Rastrerimine: Fikseeritud funktsiooniga (mitteprogrammeeritav) etapp. See võtab geomeetria varjutaja (või tipuvarjutaja, kui GS puudub) väljastatud primitiivid ja arvutab välja, millised ekraanipikslid on nendega kaetud. Seejärel genereerib see nende kaetud alade jaoks fragmente (potentsiaalseid piksleid).
6. Fragmendivarjutaja (Fragment Shader): See on viimane programmeeritav etapp. See käivitub üks kord iga rastrerija genereeritud fragmendi kohta. Selle peamine ülesanne on määrata piksli lõplik värv, mida see teeb, väljastades väärtuse muutujasse nagu `gl_FragColor` või kasutaja määratud `out` muutujasse. Siin arvutatakse valgustust, tekstuure ja muid piksli-põhiseid efekte.
7. Diskreetimispõhised operatsioonid (Per-Sample Operations): Viimane fikseeritud funktsiooniga etapp, kus toimuvad sügavustestimine, šabloonitestimine ja segamine enne lõpliku pikslivärvi kirjutamist kaadripuhvrisse.

Geomeetria varjutaja strateegiline asukoht tiputöötluse ja rastrerimise vahel teebki selle nii võimsaks. Sellel on juurdepääs kõigile primitiivi tippudele, mis võimaldab tal teha arvutusi, mis on võimatud tipuvarjutajas, mis näeb korraga ainult ühte tippu.

Geomeetria varjutajate põhimõisted

Geomeetria varjutajate valdamiseks peate mõistma nende ainulaadset süntaksit ja täitmismudelit. Need erinevad põhimõtteliselt tipu- ja fragmendivarjutajatest.

GLSL-i versioon

Geomeetria varjutajad on WebGL 2.0 funktsioon, mis tähendab, et teie GLSL-kood peab algama OpenGL ES 3.0 versioonidirektiiviga:

#version 300 es

Sisend- ja väljundprimitiivid

Kõige olulisem osa GS-ist on selle sisend- ja väljundprimitiivide tüüpide määratlemine, kasutades `layout` kvalifikaatoreid. See ütleb GPU-le, kuidas tõlgendada saabuvaid tippe ja milliseid primitiive te kavatsete luua.

• Sisendi paigutused:
  • points: Võtab vastu üksikuid punkte.
  • lines: Võtab vastu 2-tipulisi joonesegmente.
  • triangles: Võtab vastu 3-tipulisi kolmnurki.
  • lines_adjacency: Võtab vastu joone koos selle kahe kõrvalasuva tipuga (kokku 4).
  • triangles_adjacency: Võtab vastu kolmnurga koos selle kolme kõrvalasuva tipuga (kokku 6). Kõrvalasuvuse teave on kasulik efektide jaoks nagu siluettjoonte genereerimine.
• Väljundi paigutused:
  • points: Väljastab üksikuid punkte.
  • line_strip: Väljastab ühendatud joonte seeria.
  • triangle_strip: Väljastab ühendatud kolmnurkade seeria, mis on sageli tõhusam kui üksikute kolmnurkade väljastamine.

Samuti peate määrama maksimaalse tippude arvu, mida varjutaja ühe sisendprimitiivi kohta väljastab, kasutades `max_vertices`. See on kindel piirang, mida GPU kasutab ressursside jaotamiseks. Selle piirangu ületamine käitusajal ei ole lubatud.

Tüüpiline GS-i deklaratsioon näeb välja selline:

layout (triangles) in;
layout (triangle_strip, max_vertices = 4) out;

See varjutaja võtab sisendiks kolmnurgad ja lubab väljastada kolmnurgariba, millel on iga sisendkolmnurga kohta maksimaalselt 4 tippu.

Täitmismudel ja sisseehitatud funktsioonid

Geomeetria varjutaja `main()` funktsioon käivitatakse üks kord sisendprimitiivi kohta, mitte tipu kohta.

• Sisendandmed: Sisend tipuvarjutajast saabub massiivina. Sisseehitatud muutuja `gl_in` on struktuuride massiiv, mis sisaldab tipuvarjutaja väljundeid (nagu `gl_Position`) iga sisendprimitiivi tipu kohta. Sellele pääseb juurde näiteks nii: `gl_in[0].gl_Position`, `gl_in[1].gl_Position` jne.
• Väljundi genereerimine: Te ei tagasta lihtsalt väärtust. Selle asemel ehitate uusi primitiive tipp-tipu haaval, kasutades kahte põhifunktsiooni:
  • EmitVertex(): See funktsioon võtab kõigi teie `out` muutujate (sealhulgas `gl_Position`) praegused väärtused ja lisab need uue tipuna praegusele väljundprimitiivi ribale.
  • EndPrimitive(): See funktsioon annab märku, et olete praeguse väljundprimitiivi (nt punkt, joon ribas või kolmnurk ribas) konstrueerimise lõpetanud. Pärast selle kutsumist saate hakata väljastama tippe uue primitiivi jaoks.

Töökäik on lihtne: määrake oma väljundmuutujad, kutsuge `EmitVertex()`, korrake seda kõigi uue primitiivi tippude jaoks ja seejärel kutsuge `EndPrimitive()`.

Geomeetria varjutaja seadistamine JavaScriptis

Geomeetria varjutaja integreerimine teie WebGL 2.0 rakendusse hõlmab mõningaid lisasamme varjutaja kompileerimise ja linkimise protsessis. Protsess on väga sarnane tipu- ja fragmendivarjutajate seadistamisega.

1. Hankige WebGL 2.0 kontekst: Veenduge, et taotlete oma lõuendi elemendilt `"webgl2"` konteksti. Kui see ebaõnnestub, ei toeta brauser WebGL 2.0.
2. Looge varjutaja: Kasutage `gl.createShader()`, kuid seekord andke tüübiks `gl.GEOMETRY_SHADER`.

   const geometryShader = gl.createShader(gl.GEOMETRY_SHADER);

3. Andke lähtekood ja kompileerige: Nagu teiste varjutajate puhul, kasutage `gl.shaderSource()` ja `gl.compileShader()`.

   gl.shaderSource(geometryShader, geometryShaderSource);
gl.compileShader(geometryShader);
   Kontrollige kompileerimisvigu kasutades `gl.getShaderParameter(shader, gl.COMPILE_STATUS)`.

4. Lisage ja linkige: Lisage kompileeritud geomeetria varjutaja oma varjutajaprogrammile koos tipu- ja fragmendivarjutajatega enne linkimist.

   const program = gl.createProgram();
gl.attachShader(program, vertexShader);
gl.attachShader(program, geometryShader);
gl.attachShader(program, fragmentShader);
gl.linkProgram(program);
   Kontrollige linkimisvigu kasutades `gl.getProgramParameter(program, gl.LINK_STATUS)`.

See on kõik! Ülejäänud WebGL-i kood puhvrite, atribuutide ja uniformide seadistamiseks ning lõplik joonistamiskäsk (`gl.drawArrays` või `gl.drawElements`) jääb samaks. GPU käivitab geomeetria varjutaja automaatselt, kui see on lingitud programmi osa.

Praktiline näide 1: läbipääsuvarjutaja

Geomeetria varjutajate "hello world" on läbipääsuvarjutaja. See võtab primitiivi sisendiks ja väljastab täpselt sama primitiivi ilma muudatusteta. See on suurepärane viis oma seadistuse korrektse toimimise kontrollimiseks ja põhilise andmevoo mõistmiseks.

Tipuvarjutaja

Tipuvarjutaja on minimaalne. See lihtsalt teisendab tipu ja edastab selle asukoha.

            #version 300 es

layout (location=0) in vec3 a_position;

uniform mat4 u_modelViewProjection;

void main() {
    gl_Position = u_modelViewProjection * vec4(a_position, 1.0);
}
            

              
                Copy
              
            
          

Geomeetria varjutaja

Siin võtame sisse kolmnurga ja väljastame sama kolmnurga.

            #version 300 es

// See varjutaja võtab sisendiks kolmnurgad
layout (triangles) in;

// See väljastab kolmnurgariba maksimaalselt 3 tipuga
layout (triangle_strip, max_vertices = 3) out;

void main() {
    // Sisend 'gl_in' on massiiv. Kolmnurga puhul on sellel 3 elementi.
    // gl_in[0] hoiab esimese tipu jaoks tipuvarjutaja väljundit.
    // Me lihtsalt käime sisendtipud tsükliga läbi ja väljastame need.

    for (int i = 0; i < gl_in.length(); i++) {
        // Kopeeri asukoht sisendtipust väljundisse
        gl_Position = gl_in[i].gl_Position;

        // Väljasta tipp
        EmitVertex();
    }

    // Oleme selle primitiiviga (üksik kolmnurk) lõpetanud
    EndPrimitive();
}
            

              
                Copy
              
            
          

Fragmendivarjutaja

Fragmendivarjutaja väljastab lihtsalt ühtlase värvi.

            #version 300 es
precision mediump float;

out vec4 outColor;

void main() {
    outColor = vec4(0.2, 0.6, 1.0, 1.0); // Kena sinine värv
}
            

              
                Copy
              
            
          

Kui te selle käivitate, näete oma algset geomeetriat renderdatuna täpselt nii, nagu see oleks ilma geomeetria varjutajata. See kinnitab, et andmed liiguvad korrektselt läbi uue etapi.

Praktiline näide 2: primitiivide genereerimine - punktidest nelinurkadeks

See on üks levinumaid ja võimsamaid geomeetria varjutaja kasutusviise: võimendamine. Võtame sisendiks ühe punkti ja genereerime sellest nelinurga (quad). See on aluseks GPU-põhistele osakeste süsteemidele, kus iga osake on kaamerale suunatud plakat (billboard).

Oletame, et meie sisendiks on punktide hulk, mis on joonistatud käsuga `gl.drawArrays(gl.POINTS, ...)`.

Tipuvarjutaja

Tipuvarjutaja on endiselt lihtne. See arvutab punkti asukoha lõikeruumis. Edastame ka algse maailmaruumi asukoha, mis võib olla kasulik.

            #version 300 es

layout (location=0) in vec3 a_position;

uniform mat4 u_modelView;
uniform mat4 u_projection;

out vec3 v_worldPosition;

void main() {
    v_worldPosition = a_position;
    gl_Position = u_projection * u_modelView * vec4(a_position, 1.0);
}
            

              
                Copy
              
            
          

Geomeetria varjutaja

Siin toimubki maagia. Me võtame ühe punkti ja ehitame selle ümber nelinurga.

            #version 300 es

// See varjutaja võtab sisendiks punkte
layout (points) in;

// See väljastab 4 tipuga kolmnurgariba nelinurga moodustamiseks
layout (triangle_strip, max_vertices = 4) out;

// Uniformid nelinurga suuruse ja orientatsiooni kontrollimiseks
uniform mat4 u_projection; // Meie nihete teisendamiseks lõikeruumi
uniform float u_size;

// Saame andmeid edastada ka fragmendivarjutajale
out vec2 v_uv;

void main() {
    // Punkti sisendasukoht (meie nelinurga keskpunkt)
    vec4 centerPosition = gl_in[0].gl_Position;

    // Määra nelinurga neli nurka ekraaniruumis
    // Loome need, lisades nihkeid keskasukohale.
    // 'w' komponenti kasutatakse nihete pikslisuuruseks tegemiseks.
    float halfSize = u_size * 0.5;
    vec4 offsets[4];
    offsets[0] = vec4(-halfSize, -halfSize, 0.0, 0.0);
    offsets[1] = vec4( halfSize, -halfSize, 0.0, 0.0);
    offsets[2] = vec4(-halfSize,  halfSize, 0.0, 0.0);
    offsets[3] = vec4( halfSize,  halfSize, 0.0, 0.0);

    // Määra UV-koordinaadid tekstuurimiseks
    vec2 uvs[4];
    uvs[0] = vec2(0.0, 0.0);
    uvs[1] = vec2(1.0, 0.0);
    uvs[2] = vec2(0.0, 1.0);
    uvs[3] = vec2(1.0, 1.0);

    // Et nelinurk oleks alati kaamera poole (billboarding), peaksime
    // tavaliselt hankima kaamera parem- ja üles-vektorid vaatemaatriksist
    // ja kasutama neid nihete konstrueerimiseks maailmaruumis enne projektsiooni.
    // Lihtsuse huvides loome siin ekraaniga joondatud nelinurga.

    // Väljasta nelinurga neli tippu
    gl_Position = centerPosition + offsets[0];
    v_uv = uvs[0];
    EmitVertex();

    gl_Position = centerPosition + offsets[1];
    v_uv = uvs[1];
    EmitVertex();

    gl_Position = centerPosition + offsets[2];
    v_uv = uvs[2];
    EmitVertex();

    gl_Position = centerPosition + offsets[3];
    v_uv = uvs[3];
    EmitVertex();

    // Lõpeta primitiiv (nelinurk)
    EndPrimitive();
}
            

              
                Copy
              
            
          

Fragmendivarjutaja

Fragmendivarjutaja saab nüüd kasutada GS-i genereeritud UV-koordinaate tekstuuri rakendamiseks.

            #version 300 es
precision mediump float;

in vec2 v_uv;
uniform sampler2D u_texture;
out vec4 outColor;

void main() {
    outColor = texture(u_texture, v_uv);
}
            

              
                Copy
              
            
          

Selle seadistusega saate joonistada tuhandeid osakesi, edastades GPU-le lihtsalt 3D-punktide puhvri. Geomeetria varjutaja tegeleb keeruka ülesandega laiendada iga punkt tekstuuritud nelinurgaks, vähendades oluliselt andmemahtu, mida peate CPU-st üles laadima.

Praktiline näide 3: primitiivide teisendamine - plahvatavad võrgustikud

Geomeetria varjutajad ei ole ainult uue geomeetria loomiseks; nad on suurepärased ka olemasolevate primitiivide muutmiseks. Klassikaline efekt on "plahvatav võrgustik", kus iga mudeli kolmnurk lükatakse keskpunktist väljapoole.

Tipuvarjutaja

Tipuvarjutaja on jällegi väga lihtne. Me peame lihtsalt edastama tipu asukoha ja normaali geomeetria varjutajale.

            #version 300 es

layout (location=0) in vec3 a_position;
layout (location=1) in vec3 a_normal;

// Me ei vaja siin uniforme, sest GS teeb teisenduse

out vec3 v_position;
out vec3 v_normal;

void main() {
    // Edasta atribuudid otse geomeetria varjutajale
    v_position = a_position;
    v_normal = a_normal;
    gl_Position = vec4(a_position, 1.0); // Ajutine, GS kirjutab üle
}
            

              
                Copy
              
            
          

Geomeetria varjutaja

Siin töötleme tervet kolmnurka korraga. Arvutame selle geomeetrilise normaali ja lükkame seejärel selle tipud piki seda normaali väljapoole.

            #version 300 es

layout (triangles) in;
layout (triangle_strip, max_vertices = 3) out;

uniform mat4 u_modelViewProjection;
uniform float u_explodeAmount;

in vec3 v_position[]; // Sisend on nüüd massiiv
in vec3 v_normal[];

out vec3 f_normal; // Edasta normaal fragmendivarjutajale valgustuse jaoks

void main() {
    // Hangi sisendkolmnurga kolme tipu asukohad
    vec3 p0 = v_position[0];
    vec3 p1 = v_position[1];
    vec3 p2 = v_position[2];

    // Arvuta tahu normaal (ei kasuta tipunormaale)
    vec3 v01 = p1 - p0;
    vec3 v02 = p2 - p0;
    vec3 faceNormal = normalize(cross(v01, v02));

    // --- Väljasta esimene tipp ---
    // Liiguta seda piki normaali plahvatuse suuruse võrra
    vec4 newPos0 = u_modelViewProjection * vec4(p0 + faceNormal * u_explodeAmount, 1.0);
    gl_Position = newPos0;
    f_normal = v_normal[0]; // Kasuta algset tipunormaali sujuvaks valgustuseks
    EmitVertex();

    // --- Väljasta teine tipp ---
    vec4 newPos1 = u_modelViewProjection * vec4(p1 + faceNormal * u_explodeAmount, 1.0);
    gl_Position = newPos1;
    f_normal = v_normal[1];
    EmitVertex();

    // --- Väljasta kolmas tipp ---
    vec4 newPos2 = u_modelViewProjection * vec4(p2 + faceNormal * u_explodeAmount, 1.0);
    gl_Position = newPos2;
    f_normal = v_normal[2];
    EmitVertex();

    EndPrimitive();
}
            

              
                Copy
              
            
          

Kontrollides `u_explodeAmount` uniformi oma JavaScripti koodis (näiteks liuguriga või ajapõhiselt), saate luua dünaamilise ja visuaalselt muljetavaldava efekti, kus mudeli tahud lendavad üksteisest eemale. See demonstreerib GS-i võimet teha arvutusi terve primitiivi peal, et mõjutada selle lõplikku kuju.

Täiustatud kasutusjuhud ja tehnikad

Lisaks neile põhinäidetele avavad geomeetria varjutajad terve rea täiustatud renderdustehnikaid.

• Protseduuriline geomeetria: Genereerige rohtu, karva või uimi lennult. Iga maastikumudeli sisendkolmnurga jaoks võiksite genereerida mitu õhukest, kõrget nelinurka, et simuleerida rohuliblesid.
• Normaali ja puutuja visualiseerimine: Fantastiline silumistööriist. Iga tipu jaoks saate väljastada väikese joonesegmendi, mis on orienteeritud piki selle normaali, puutujat või bitangenti, aidates teil visualiseerida mudeli pinnaomadusi.
• Kihiline renderdamine `gl_Layer` abil: See on väga tõhus tehnika. Sisseehitatud väljundmuutuja `gl_Layer` võimaldab teil suunata, millisele kaadripuhvri massiivi kihile või kuupkaardi tahule väljundprimitiiv tuleks renderdada. Peamine kasutusjuht on punktvalgusallikate jaoks igasuunaliste varjukaartide renderdamine. Saate siduda kuupkaardi kaadripuhvriga ja ühe joonistamiskäsuga itereerida läbi kõigi 6 tahu geomeetria varjutajas, seades `gl_Layer` väärtuseks 0 kuni 5 ja projitseerides geomeetria õigele kuubi tahule. See väldib 6 eraldi joonistamiskäsku CPU-lt.

Jõudluse hoiatus: käsitsege ettevaatlikult

Suure võimuga kaasneb suur vastutus. Geomeetria varjutajaid on GPU riistvaral kurikuulsalt raske optimeerida ja valesti kasutamisel võivad need kergesti muutuda jõudluse kitsaskohaks.

Miks nad võivad olla aeglased?

1. Paralleelsuse rikkumine: GPU-d saavutavad oma kiiruse massiivse paralleelsuse kaudu. Tipuvarjutajad on väga paralleelsed, kuna iga tippu töödeldakse iseseisvalt. Geomeetria varjutaja aga töötleb primitiive järjestikku oma väikeses grupis ja väljundi suurus on muutuv. See ettearvamatus häirib GPU kõrgelt optimeeritud töövoogu.
2. Mälu ribalaius ja vahemälu ebatõhusus: GS-i sisendiks on kogu tipuvarjutuse etapi väljund primitiivi jaoks. GS-i väljund suunatakse seejärel rastrerijale. See vaheetapp võib GPU vahemälu koormata, eriti kui GS geomeetriat oluliselt võimendab ('võimendustegur').
3. Draiveri lisakulu: Mõnel riistvaral, eriti mobiilsetel GPU-del, mis on WebGL-i sagedased sihtmärgid, võib geomeetria varjutaja kasutamine sundida draiverit kasutama aeglasemat, vähem optimeeritud teed.

Millal peaksite kasutama geomeetria varjutajat?

Hoiatustest hoolimata on stsenaariume, kus GS on õige tööriist:

• Madal võimendustegur: Kui väljundtippude arv ei ole drastiliselt suurem kui sisendtippude arv (nt ühe nelinurga genereerimine punktist või kolmnurga 'plahvatamine' teiseks kolmnurgaks).
• CPU-ga piiratud rakendused: Kui teie kitsaskoht on see, et CPU saadab liiga palju joonistamiskäske või liiga palju andmeid, saab GS selle töö GPU-le üle anda. Kihiline renderdamine on selle suurepärane näide.
• Primitiivide kõrvalasuvust nõudvad algoritmid: Efektide jaoks, mis peavad teadma kolmnurga naabritest, võib GS koos kõrvalasuvuse primitiividega olla tõhusam kui keerukad mitme läbimiga tehnikad või andmete eelarvutamine CPU-s.

Alternatiivid geomeetria varjutajatele

Kaaluge alati alternatiive enne geomeetria varjutaja kasutamist, eriti kui jõudlus on kriitilise tähtsusega:

• Instantseeritud renderdamine (Instanced Rendering): Massiivse hulga identsete objektide (nagu osakesed või rohulibled) renderdamiseks on instantseerimine peaaegu alati kiirem. Annate ette ühe võrgustiku ja puhvri instantseerimisandmetega (asukoht, pööre, värv) ning GPU joonistab kõik instantsid ühe, kõrgelt optimeeritud käsuga.
• Tipuvarjutaja trikid: Mõningast geomeetria võimendamist on võimalik saavutada tipuvarjutajas. Kasutades `gl_VertexID` ja `gl_InstanceID` ning väikest otsingutabelit (nt uniform-massiiv), saate lasta tipuvarjutajal arvutada nelinurga nurkade nihked ühe joonistamiskäsuga, kasutades sisendina `gl.POINTS`. See on sageli kiirem lihtsate spraitide genereerimiseks.
• Arvutusvarjutajad (Compute Shaders): (Ei ole WebGL 2.0-s, kuid konteksti jaoks asjakohane) Natiivsetes API-des nagu OpenGL, Vulkan ja DirectX on arvutusvarjutajad kaasaegne, paindlikum ja sageli suurema jõudlusega viis üldotstarbeliste GPU-arvutuste tegemiseks, sealhulgas protseduurilise geomeetria genereerimiseks puhvrisse.

Kokkuvõte: võimas ja nüansseeritud tööriist

WebGL-i geomeetria varjutajad on oluline täiendus veebigraafika tööriistakasti. Nad murravad tipuvarjutajate jäiga 1:1 sisend/väljund paradigma, andes arendajatele võimu luua, muuta ja eemaldada geomeetrilisi primitiive dünaamiliselt GPU-s. Alates osakeste spraitide ja protseduuriliste detailide genereerimisest kuni ülitõhusate renderdustehnikate, nagu ühekordse läbimisega kuupkaardi renderdamine, võimaldamiseni on nende potentsiaal tohutu.

Seda võimu tuleb aga kasutada, mõistes selle jõudlusmõjusid. Need ei ole universaalne lahendus kõikidele geomeetriaga seotud ülesannetele. Profileerige alati oma rakendust ja kaaluge alternatiive nagu instantseerimine, mis võib sobida paremini suuremahuliseks võimendamiseks.

Mõistes põhitõdesid, katsetades praktiliste rakendustega ja olles teadlik jõudlusest, saate tõhusalt integreerida geomeetria varjutajad oma WebGL 2.0 projektidesse, nihutades piire sellele, mis on võimalik reaalajas 3D-graafikas veebis ülemaailmsele publikule.