WebGPU 与 WebGL：从渲染到计算的演进
WebGPU 和 WebGL 都是浏览器端图形渲染的核心 API，但它们在架构理念、性能上限及适用场景上有着本质区别。作为开发者，理解这些差异有助于在项目中做出更合适的技术选型。
底层抽象与 API 层级
WebGL 基于 OpenGL ES 构建，属于高级图形 API。它屏蔽了大量底层细节，让开发者能用相对简单的接口实现复杂的 3D 效果。相比之下，WebGPU 是低级图形和计算 API，直接与现代 GPU 硬件交互。这意味着更高的性能和灵活性，但也要求开发者具备更深入的图形编程知识，需要手动管理管线状态和资源绑定。
举个例子，绘制一个三角形在 WebGL 中可能只需几行代码，因为许多操作由 API 自动处理；而在 WebGPU 中，你需要手动设置管线状态、绑定资源等，虽然代码量增加，但控制精度显著提升。
着色器语言的现代化
WebGL 使用 GLSL（OpenGL 着色语言）编写顶点和片段着色器。而 WebGPU 采用了 WGSL（WebGPU 着色器语言），其语法更接近 Rust，设计更为现代，支持更复杂的着色器功能。
在 WebGL 中，定义一个简单的顶点着色器通常长这样：
attribute vec4 position;
void main() {
gl_Position = position;
}
而在 WebGPU 中，使用 WGSL 定义相同功能的顶点着色器则如下所示：
[[stage(vertex)]]
fn main([[location(0)]] position: vec4<f32>) -> [[builtin(position)]] vec4<f32> {
return position;
}
计算能力与通用性
WebGL 主要专注于图形渲染，对通用计算（GPGPU）的支持有限。WebGPU 原生支持计算着色器，允许直接在 GPU 上执行物理模拟、机器学习等通用计算任务。
以前在 WebGL 中实现粒子系统的物理模拟，通常需要在 CPU 上计算后再传给 GPU 渲染；现在使用 WebGPU，可以直接在 GPU 上使用计算着色器完成物理计算，大幅提升了性能和效率。
性能与资源管理
WebGL 由于抽象层次较高，在复杂场景中可能无法完全释放现代 GPU 的性能。WebGPU 的设计目标就是高效利用硬件，减少 CPU 和 GPU 之间的开销。在处理大量数据时，WebGPU 的计算着色器比像素着色器的 WebGL 计算速度快约 3.5 倍，且不会阻塞主线程。
资源管理方面，WebGPU 提供了更强大的功能。例如纹理复制，WebGL 可能需要借助帧缓冲对象（FBO）或重新渲染，而 WebGPU 原生提供了 commandEncoder.copyTextureToTexture() 这样的 API，简化了操作流程并提高了稳定性。
多线程与浏览器支持
WebGL 主要运行在主线程，难以充分利用多核 CPU 的优势。WebGPU 支持在 WebWorker 中创建 GPU 设备和指令编码器，实现多线程提交指令缓冲，从而提升并行处理能力。
目前 WebGL 已被主流浏览器广泛支持，兼容性良好。WebGPU 仍在发展中，截至 2024 年 12 月，Google Chrome 已在部分版本中默认启用支持，Firefox 和 Safari 也在跟进开发中，尚未在所有稳定版本中全面普及。
总结
WebGL 适合快速开发或对性能要求相对较低的 3D 图形应用；WebGPU 则更适合追求高性能、需要复杂计算和精细控制的应用场景。选择哪种 API，应结合项目需求、开发者技能水平以及目标平台的支持情况综合考量。
