WebGPU學習（九）：學習“fractalCube”示例

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學習fractalCube.ts

最終渲染結果：
截屏2019-12-25上午8.14.22.png-107.3kB

該示例展示了如何用上一幀渲染的結果作為下一幀的紋理。

與“texturedCube”示例相比，該示例的紋理并不是來自圖片，而是來自上一幀渲染的結果

下面，我們打開fractalCube.ts文件，分析相關代碼：

傳輸頂點的color

它與“texturedCube”示例->“傳遞頂點的uv數據”類似，這里不再分析

上一幀渲染的結果作為下一幀的紋理

配置swapChain

因為swapChain保存了上一幀渲染的結果，所以將其作為下一幀紋理的source。因此它的usage需要增加GPUTextureUsage.COPY_SRC：

  const swapChain = context.configureSwapChain({
    device,
    format: "bgra8unorm",
    usage: GPUTextureUsage.OUTPUT_ATTACHMENT | GPUTextureUsage.COPY_SRC,
  });

創(chuàng)建空紋理（cubeTexture）和sampler，設置到uniform bind group中

相關代碼如下：


  const fragmentShaderGLSL = `#version 450
  ...  
  layout(set = 0, binding = 2) uniform texture2D myTexture;
  ...  

  void main() {
    vec4 texColor = texture(sampler2D(myTexture, mySampler), fragUV * 0.8 + 0.1);

    ...

    outColor = mix(texColor, fragColor, f);
  }`;

  ...

  const cubeTexture = device.createTexture({
    size: { width: canvas.width, height: canvas.height, depth: 1 },
    format: "bgra8unorm",
    usage: GPUTextureUsage.COPY_DST | GPUTextureUsage.SAMPLED,
  });

  const sampler = device.createSampler({
    magFilter: "linear",
    minFilter: "linear",
  });

  const uniformBindGroup = device.createBindGroup({
    layout: bindGroupLayout,
    bindings: [
    ...
    {
      binding: 1,
      resource: sampler,
    }, {
      binding: 2,
      //傳遞cubeTexture到fragment shader中
      resource: cubeTexture.createView(),
    }],
  });

繪制和拷貝

在每一幀中：
繪制帶紋理的立方體；
將渲染結果（swapChainTexture）拷貝到cubeTexture中。

相關代碼如下：

  return function frame() {
    const swapChainTexture = swapChain.getCurrentTexture();
                   
    renderPassDescriptor.colorAttachments[0].attachment = swapChainTexture.createView();
    
    const commandEncoder = device.createCommandEncoder({});
    const passEncoder = commandEncoder.beginRenderPass(renderPassDescriptor);
    ...
    passEncoder.setBindGroup(0, uniformBindGroup); 
    ...
    passEncoder.draw(36, 1, 0, 0);
    passEncoder.endPass();

    commandEncoder.copyTextureToTexture({
      texture: swapChainTexture,
    }, {
      texture: cubeTexture,
    }, {
      width: canvas.width,
      height: canvas.height,
      depth: 1,
    });
    
    device.defaultQueue.submit([commandEncoder.finish()]); 
   
    ...

  }

分析shader代碼

本示例的vertex shader與“texturedCube”示例的vertex shader相比，增加了color attribute：

  const vertexShaderGLSL = `#version 450
  ...
  layout(location = 1) in vec4 color;
  ...

  layout(location = 0) out vec4 fragColor;
  ...

  void main() {
    ...
    fragColor = color;
    ...
  }`;

fragment shader的代碼如下：

  const fragmentShaderGLSL = `#version 450
  layout(set = 0, binding = 1) uniform sampler mySampler;
  layout(set = 0, binding = 2) uniform texture2D myTexture;

  layout(location = 0) in vec4 fragColor;
  layout(location = 1) in vec2 fragUV;
  layout(location = 0) out vec4 outColor;

  void main() {
    vec4 texColor = texture(sampler2D(myTexture, mySampler), fragUV * 0.8 + 0.1);

    // 1.0 if we're sampling the background
    float f = float(length(texColor.rgb - vec3(0.5, 0.5, 0.5)) < 0.01);

    outColor = mix(texColor, fragColor, f);
  }`;

第10行對fragUV進行了處理，我們會在分析渲染時間線中分析它。

第13行和第15行相當于做了if判斷：

if(紋理顏色 === 背景色){
    outColor = fragColor
}
else{
    outColor = 紋理顏色
}

這里之所以不用if判斷而使用計算的方式，是為了減少條件判斷，提高gpu的并行性

分析渲染時間線

下面分析下渲染的時間線：

第一幀

因為紋理為空紋理，它的顏色為背景色，所以fragment shader的outColor始終為fragColor，因此立方體的所有片段的顏色均為fragColor。

第一幀的渲染結果如下：
截屏2019-12-25下午12.23.39.png-116.5kB

第一幀繪制結束后，渲染結果會被拷貝到cubeTexture中。

第二幀

分析執(zhí)行的fragment shader代碼：

  const fragmentShaderGLSL = `#version 450
  layout(set = 0, binding = 1) uniform sampler mySampler;
  layout(set = 0, binding = 2) uniform texture2D myTexture;

  layout(location = 0) in vec4 fragColor;
  layout(location = 1) in vec2 fragUV;
  layout(location = 0) out vec4 outColor;

  void main() {
    vec4 texColor = texture(sampler2D(myTexture, mySampler), fragUV * 0.8 + 0.1);

    // 1.0 if we're sampling the background
    float f = float(length(texColor.rgb - vec3(0.5, 0.5, 0.5)) < 0.01);

    outColor = mix(texColor, fragColor, f);
  }`;