從0開發WebGPU渲染引擎:開篇
大家好,本系列會從0開始,開發一個基于WebGPU的路徑追蹤渲染器,使用深度學習降噪、DLSS等AI技術實現實時渲染;并且基于自研的低代碼開發平臺,讓用戶可以通過可視化拖拽的方式快速搭建自定義的Web3D引擎
回顧目前的技術積累
我已經在Web3D引擎領域有1萬小時開發經驗,主要完成了下面的事情:
1.用了4年,全職開發了Wonder:類似于Unity的WebGL引擎和編輯器,發布了v1.1正式版,完成了MVP功能
詳細介紹可看:
Wonder 1.0正式版發布-----WebGL 3D引擎和編輯器
2.學習了WebGPU,寫了WebGPU的新手教程,熟悉了計算著色器的使用,實現了LBVH算法
詳情請見:
WebGPU學習系列目錄
后面還作為技術合伙人,拿到了“WebGPU引擎項目”的天使輪千萬投資
3.用了大概1年的時間,全職開發了基礎的離線路徑追蹤渲染器,開設了相關的課程(課時長達49小時)
詳情請見:
WebGPU+光線追蹤Ray Tracing 開發三個月總結
發布了幾個版本的代碼
離線渲染零基礎實戰開發培訓班
渲染圖:

4.用了大概1年的時間,全職開發了Meta3D:Web3D低代碼開發平臺
Meta3D是開源的Web3D低代碼平臺,致力于建設共享互助開放的Web3D生態,讓Web3D引擎和編輯器開發輕而易舉

Meta3D的用戶是Web3D引擎或編輯器的開發者,您使用Meta3D來快速搭建Web3D引擎或編輯器
Meta3D已經發布了內測版本
詳情請見:
Meta3D官網
5.用了大概1年半的時間,學習了深度學習,開發了一個深度學習框架、開辦了深度學習基礎班培訓課程,并且已經實現了深度學習降噪、DLSS等Demo
詳情請見:
我開發的深度學習框架
深度學習基礎課系列目錄
深度學習降噪專題課
實時渲染前沿研究:在瀏覽器上實現了Facebook提出的DLSS算法
6.用了3個月,全職完成了《3D編程模式》這本開源書
本書提出了3D引擎和編輯器相關的7個編程模式,詳情請見:
我寫了本開源書:《3D編程模式》
為什么要從0開發WebGPU渲染引擎?
開發Wonder v1.2版本時暫停了開發,原因是發現有兩個問題難以解決:
(1)沒有實現全局光照,只有局部光照
因為使用的是WebGL,性能不行,沒有計算著色器,所以難以實現高性能的全局光照算法
(2)用戶不能擴展編輯器
因為編輯器的UI是React寫的,所以不方便由用戶擴展
因此,本系列開發的引擎將作為Wonder的v3.0版本,徹底解決這個兩個問題。
解決方案如下:
(1)對于第一個問題,我們從WebGL改為WebGPU,從光柵化渲染改為路徑追蹤渲染,從而實現全局光照。
這里不使用光柵化+光追的混合渲染的好處是可以只用一套算法而實現所有的渲染效果,方便實現和管理。
另外,因為使用深度學習輻射亮度緩存、深度學習降噪、DLSS作為后處理,所以只需要1spp和低分辨率的采樣,從而實現實時渲染
更多思考請詳見:
實時渲染路徑追蹤概述
(2)對于第二個問題,因為現在我們基于Meta3D來開發引擎和編輯器,用戶可以通過組裝不同的組件來實現自定義的引擎和編輯器,并且UI改為用IMGUI實現,從而能容易地實現引擎和編輯器的擴展
下一步
實現下面的功能:
- 基于WebGPU的計算著色器,實現基礎的路徑追蹤器
- 使用LBVH作為加速結構

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