wgpu

WGPU

wgpu هي واجهة برمجة واجهة برمجة واجهة برمجية عبر منصة وآمنة ونقية. يعمل أصلاً على Vulkan ، Metal ، D3D12 ، و OpenGL ؛ وعلى قمة WebGL2 و WebGPU على WASM.

يعتمد API على معيار WebGPU. إنه بمثابة جوهر تكامل WebGPU في Firefox و Deno.

نظرة عامة على الريبو

يستضيف المستودع المكتبات التالية:

• - المستخدم يواجه صدأ واجهة برمجة تطبيقات.
• - التنفيذ الآمن الداخلي.
• - طبقة تجريد واجهة برمجة تطبيقات GPU الداخلية غير الآمنة.
• - أنواع الصدأ المشتركة بين جميع الصناديق.
• - مكتبة ترجمة تظليل مستقلة.
• - مجموعة من التجريدات الرقيقة على D3D12.
• - تطبيق WebGPU لوقت تشغيل Deno JavaScript/TypeScript

الثنائيات التالية:

• - أداة لترجمة التظليل بين اللغات المختلفة باستخدام naga .
• - أداة للحصول على معلومات عن وحدات معالجة الرسومات في النظام.
• cts_runner - WebGPU TESTORMANCE TEST SUITE Runner باستخدام deno_webgpu .
• player - تطبيق مستقل لإعادة تشغيل آثار API.

للحصول على نظرة عامة على جميع المكونات في النظام البيئي GFX-RS ، راجع الصورة الكبيرة.

ابدء

الصدأ

يمكن العثور على أمثلة الصدأ في WGPU/أمثلة. يمكنك تشغيل الأمثلة على Native with cargo run --bin wgpu-examples <example> . انظر قائمة الأمثلة.

لتشغيل الأمثلة في المتصفح ، قم بتشغيل cargo xtask run-wasm . ثم افتح http://localhost:8000 في متصفحك ، ويمكنك اختيار مثال لتشغيله. بطبيعة الحال ، من أجل عرض أي من الأمثلة القائمة على WebGPU ، تحتاج إلى التأكد من دعم المتصفح الخاص بك.

إذا كنت تبحث عن برنامج تعليمي لـ WGPU ، فابحث عن ما يلي:

• https://sotrh.github.io/learn-wgpu/

C/C ++

لاستخدام WGPU في C/C ++ ، تحتاج إلى WGPU-Native.

إذا كنت تبحث عن برنامج تعليمي WGPU C ++ ، فابحث عن ما يلي:

• https://eliemichel.github.io/learnwebgpu/

آحرون

إذا كنت ترغب في استخدام WGPU بلغات أخرى ، فهناك العديد من الارتباطات لـ WGPU-NATIC من لغات مثل Python و D و Julia و Kotlin والمزيد. انظر القائمة.

مجتمع

لدينا مساحة مصفوفة مع بعض الغرف المختلفة التي تشكل مجتمع WGPU:

• - مناقشة تطور WGPU.
• - مناقشة تطور النجا.
• - مناقشة استخدام المكتبة والنظام الإيكولوجي المحيط.
• - مناقشة كل شيء آخر.

ويكي

لدينا ويكي يعمل كقاعدة معرفة.

المنصات المدعومة

API	النوافذ	Linux/Android	ماكوس/iOS	الويب (WASM)
فولكان	✅	✅	؟
معدن			✅
DX12	✅
OpenGL	؟ (GL 3.3+)	؟ (gl es 3.0+)	؟	؟ (WebGL2)
WebGPU				✅

✅ = دعم الدرجة الأولى
؟ = Downlevel/أفضل دعم جهد
؟ = يتطلب طبقة ترجمة الزاوية (gl es 3.0 فقط)
؟ = يتطلب طبقة ترجمة moltenvk
= غير مدعوم ، على الرغم من فتحه للمساهمات

دعم تظليل

يدعم WGPU التظليلات في WGSL و Spir-V و GLSL. كل من HLSL و GLSL لديهما بروملاني لاستهداف spir-v. يمكن استخدام كل لغات التظليل هذه مع أي واجهات خلفية ونحن نتعامل مع جميع التحويلات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن دعم مدخلات التظليل هذه لا يزول.

على الرغم من أن WebGPU لا يدعم أي لغة تظليل غير WGSL ، إلا أننا سنقوم تلقائيًا بتحويل تظليلات غير WGSL إذا كنت تعمل على WebGPU.

يتم دعم WGSL دائمًا بشكل افتراضي ، لكن ميزات GLSL و SPIR-V ممكّنة للتجميع في الدعم.

لاحظ أن مواصفات WGSL لا تزال قيد التطوير ، وبالتالي فإن مسودة المواصفات لا تصف بالضبط ما تدعمه wgpu . انظر أدناه للحصول على التفاصيل.

لتمكين تظليل SPIR-V ، تمكين ميزة spirv من WGPU. لتمكين تظليل GLSL ، تمكين ميزة glsl من WGPU.

زاوية

Angle هي طبقة ترجمة من GLES إلى الخلفية الأخرى التي طورتها Google. نحن ندعم تشغيل الواجهة الخلفية GLES3 الخاصة بنا للوصول إلى دعم منصات DX11 ، والتي لا يمكن الوصول إليها بطريقة أخرى. من أجل تشغيل الزاوية ، يجب تمكين ميزة "الزاوية" ، ومكتبات الزاوية الموضوعة في موقع مرئي للتطبيق. يمكن تنزيل هذه الثنائيات من القطع الأثرية الزاوية GFBUILD ، وقد تكون هناك حاجة إلى تجميع يدوي على MACs مع سيليكون Apple.

على Windows ، تحتاج عمومًا إلى نسخها إلى دليل العمل ، في نفس الدليل القابل للتنفيذ ، أو في مكان ما في طريقك. على Linux ، يمكنك الإشارة إليها باستخدام بيئة LD_LIBRARY_PATH .

سياسة MSRV

بسبب المعالين المعقدين ، لدينا سياسات MSRV:

• d3d12 و naga و wgpu-core و wgpu-hal و wgpu-types هو 1.76 ، ولكن قد يكون أقل من بقية مساحة العمل في المستقبل.
• تحتوي بقية مساحة العمل على MSRV من 1.76 أيضًا في الوقت الحالي ، ولكن قد تكون أعلى من الصناديق المذكورة أعلاه.

يتم فرضه على CI (في "/.github/workflows/ci.yml") مع متغيرات CORE_MSRV و REPO_MSRV . لا يمكن ترقية هذا الإصدار إلا في الإصدارات المكسورة ، على الرغم من أننا نصدر نسخة كسر كل ثلاثة أشهر.

يجب ألا تتطلب صناديق naga و wgpu-core و wgpu-hal و wgpu-types أبداً MSRV قبل MSRV من Firefox للبناء الليلي ، على النحو الذي تحدده قيمة MINIMUM_RUST_VERSION في python/mozboot/mozboot/util.py .

متغيرات البيئة

تشترك جميع الاختبارات والمثال في البنية التحتية في نفس مجموعة متغيرات البيئة التي تحدد الواجهة الخلفية/وحدة معالجة الرسومات التي سيتم تشغيلها.

• WGPU_ADAPTER_NAME مع فرعية من اسم المحول الذي تريد استخدامه (على سبيل المثال NVIDIA GeForce 1080ti سوف يتطابق 1080
• WGPU_BACKEND مع قائمة مفصولة بفاصلة من الخلفية التي تريد استخدامها ( vulkan أو metal أو dx12 أو gl ).
• WGPU_POWER_PREF مع تفضيل الطاقة لاختيار متى لم يتم تحديد اسم محول معين ( high أو low أو none )
• WGPU_DX12_COMPILER مع برنامج التحويل البرمجي للتظليل DX12 ترغب في استخدامه ( dxc أو fxc ، لاحظ أن dxc يتطلب dxil.dll و dxcompiler.dll ليكون في دليل العمل وإلا فإنه سيعود إلى fxc )
• WGPU_GLES_MINOR_VERSION مع رقم الإصدار OpenGL ES 3 للطلب ( 0 ، 1 ، 2 أو automatic ).
• WGPU_ALLOW_UNDERLYING_NONCOMPLIANT_ADAPTER مع منطقية ما إذا كانت برامج التشغيل غير المتوافقة تم تعدادها ( 0 لخطأ ، 1 للصواب).

عند تشغيل CTS ، استخدم المتغيرات DENO_WEBGPU_ADAPTER_NAME ، DENO_WEBGPU_BACKEND ، DENO_WEBGPU_POWER_PREFERENCE .

الاختبار

لدينا طرق متعددة للاختبار ، كل منها يختبر صفات مختلفة حول WGPU. ندير اختباراتنا تلقائيًا على CI. الحالة الحالية لاختبار CI:

منصة/خلفية	الاختبارات	ملحوظات
Windows/DX12	✔	باستخدام الاعوجاج
Windows/OpenGL	✔	باستخدام LLVMPIPE
ماكوس/المعدن	✔	باستخدام عداء الأجهزة
Linux/Vulkan	✔	باستخدام lavapipe
Linux/OpenGL ES	✔	باستخدام LLVMPIPE
Chrome/WebGL	✔	باستخدام SwiftShader
Chrome/WebGPU		لم يتم إعداده

البنية التحتية للاختبار الأساسي

نستخدم أداة تسمى cargo nextest لتشغيل اختباراتنا. لتثبيته ، قم cargo install cargo-nextest .

لتشغيل مجموعة الاختبار:

 cargo xtask test

لتشغيل مجموعة الاختبار على WebGL (غير مكتمل حاليًا):

 cd wgpu
wasm-pack test --headless --chrome --no-default-features --features webgl --workspace

سيؤدي ذلك تلقائيًا إلى تشغيل الاختبارات باستخدام متصفح معبأ. قم بإزالة --headless لتشغيل الاختبارات مع أي متصفح ترغب في http://localhost:8000 .

إذا كنت مستخدمًا وتريد طريقة للمساعدة في المساهمة في WGPU ، فنحن بحاجة دائمًا إلى مزيد من المساعدة في كتابة حالات اختبار.

WebGPU TECUMORANCE TEST SUITE

يتضمن WebGPU مجموعة اختبار المطابقة للتحقق من أن التطبيقات تعمل بشكل صحيح. يمكننا تشغيل هذه CTS ضد WGPU.

لتشغيل CTS ، أولاً ، تحتاج إلى التحقق من ذلك:

 git clone https://github.com/gpuweb/cts.git
cd cts
# works in bash and powershell
git checkout $(cat ../cts_runner/revision.txt)

لتشغيل مجموعة معينة من الاختبارات:

 # Must be inside the `cts` folder we just checked out, else this will fail
cargo run --manifest-path ../Cargo.toml -p cts_runner --bin cts_runner -- ./tools/run_deno --verbose "<test string>"

للعثور على القائمة الكاملة للاختبارات ، انتقل إلى مشاهد CTS عبر الإنترنت.

يمكن العثور على قائمة اختبارات CTS الممكّنة حاليًا هنا.

تتبع مواصفات WebGPU و WGSL

من المفترض أن يكون قفص wgpu هو ترجمة الصدأ الاصطناعية لاتصالات WebGPU API. هذه المواصفات ، إلى جانب لغة التظليل الخاصة بها ، WGSL ، لا تزال في مرحلة "مشروع العمل" ، وبينما تكون الخطوط العريضة العامة مستقرة ، تتغير التفاصيل بشكل متكرر. إلى أن يتم تثبيت المواصفات ، من المحتمل أن يختلف قفص wgpu ونسخة WGSL التي تنفذها عن ما هو محدد ، حيث ينقلب التنفيذ.

تعتمد بالضبط على WGSL التي تدعمها wgpu على كيفية استخدامك لها:

• عند تشغيل رمز أصلي ، يستخدم wgpu صندوق NAGA لترجمة رمز WGSL إلى لغة التظليل في واجهة برمجة تطبيقات GPU الأصلية الخاصة بالمنصة. لدى Naga علامة فارقة للحاق بمواصفات WGSL ، ولكن بشكل عام ، لا يوجد ملخص محدث للاختلافات بين NAGA ومواصفات WGSL.

• عند التشغيل في متصفح ويب (عن طريق التجميع إلى webassembly) دون تمكين ميزة "webgl" ، تعتمد wgpu على تطبيق WebGPU الخاص بالمتصفح. يتم نقل تظليل WGSL ببساطة إلى المتصفح ، بحيث يحدد ميزات WGSL التي يمكنك استخدامها.

• عند التشغيل في متصفح ويب باستخدام ميزة "webgl" لـ wgpu ، تستخدم wgpu NAGA لترجمة برامج WGSL إلى GLSL. يستخدم هذا نفس الإصدار من Naga كما لو كنت تقوم بتشغيل wgpu كرمز أصلي.

تنسيق أنظمة

يستخدم WGPU أنظمة الإحداثيات لـ D3D والمعادن:

يجعل	نَسِيج