WebGPU（Chrome 133）中的新变化

François Beaufort

发布时间：2025 年 1 月 29 日

新增了 unorm8x4-bgra 和 1 分量顶点格式

添加了 "unorm8x4-bgra" 顶点格式和以下 1 分量顶点格式："uint8"、"sint8"、"unorm8"、"snorm8"、"uint16"、"sint16"、"unorm16"、"snorm16" 和 "float16"。 "unorm8x4-bgra" 顶点格式可让您在保持相同着色器的同时，更轻松地加载以 BGRA 编码的顶点颜色。此外，1 分量顶点格式可让您仅请求必要的数据，而之前对于 8 位和 16 位数据类型，至少需要请求两倍的数据。请参阅 chromestatus 条目和问题 376924407。

允许使用未定义的值请求未知限额

为了使 WebGPU API 在发展过程中不那么脆弱，您现在可以在请求 GPU 设备时使用 undefined 值请求未知限制。例如，在以下应用代码中，如果 someLimit 不再存在，adapter.limits.someLimit 可以是 undefined。请参阅规范 PR 4781。

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();

const device = await adapter.requestDevice({
  requiredLimits: { someLimit: adapter.limits.someLimit }, // someLimit can be undefined
});

WGSL 对齐规则变更

现在，对于结构体成员，不再可能提供过小的对齐值，因为现在要求对于所有结构体，@align(n) 必须能整除 RequiredAlignOf。这项重大变更简化了 WGSL 语言的使用，并使其与 Firefox 和 Safari 更加兼容。您可以在 spec PR 中找到显示 Tint、Naga 和 WebKit 编译器之间差异的示例代码。

使用 discard 获得的 WGSL 性能增益

由于在渲染复杂的屏幕空间反射 (SSR) 效果时观察到性能显著下降，discard 语句的实现会使用平台提供的语义在可用时降级为辅助函数调用。这可提升使用 discard 的着色器的性能。请参阅问题 372714384。

针对外部纹理使用 VideoFrame displaySize

根据 WebGPU 规范，导入 VideoFrame 时，displayWidth 和 displayHeight 维度应作为 GPUExternalTexture 的表观大小。但是，系统错误地使用了可见大小，导致尝试在 GPUExternalTexture 上使用 textureLoad() 时出现问题。该问题现已解决。请参阅问题 377574981。

使用 copyExternalImageToTexture 处理具有非默认方向的图片

copyExternalImageToTexture() GPUQueue 方法用于将图片或画布的内容复制到纹理中。现在可以正确处理具有非默认方向的图片。以前，如果来源是 imageOrientation "from-image" 的 ImageBitmap 或具有非默认方向的图片，则不会出现这种情况。请参阅问题 384858956。

改善开发者体验

当 adapter.limits 显示较高的值时，您可能会感到意外，但您可能没有意识到，在请求 GPU 设备时，需要明确请求更高的限制。否则，日后可能会意外达到限制。

为了帮助您解决此问题，我们扩展了错误消息，其中包含提示，告知您在调用 requestDevice() 时，如果未在 requiredLimits 中指定限制，则需要明确请求更高的限制。请参阅问题 42240683。

以下示例展示了在创建大小超出默认最大缓冲区大小设备限制的 GPU 缓冲区时，开发者工具控制台中记录的改进版错误消息。

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();

// Create a GPU buffer with a size exceeding the default max buffer size device limit.
const size = device.limits.maxBufferSize + 1;
const buffer = device.createBuffer({ size, usage: GPUBufferUsage.MAP_READ });

device.queue.submit([]);

⚠️ Buffer size (268435457) exceeds the max buffer size limit (268435456). This adapter supports a higher maxBufferSize of 4294967296, which can be specified in requiredLimits when calling requestDevice(). Limits differ by hardware, so always check the adapter limits prior to requesting a higher limit.
- While calling [Device].CreateBuffer([BufferDescriptor]).

启用具有 featureLevel 的兼容模式

现在，通过将标准化的 featureLevel 选项设置为 "compatibility"，即可在实验性兼容模式下请求 GPU 适配器。仅允许使用 "core"（默认）和 "compatibility" 字符串值。请参阅以下示例和规范 PR 4897。

// Request a GPU adapter in compatibility mode
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter({ featureLevel: "compatibility" });

if (adapter?.featureLevel === "compatibility") {
  // Any devices created from this adapter will support only compatibility mode.
}

featureLevel 选项取代了非标准化的 compatibilityMode 选项，而非标准化的 featureLevel 属性取代了 isCompatibilityMode 属性。

由于它仍处于实验阶段，因此您目前需要运行 Chrome 并将“不安全的 WebGPU 支持”标志设置为 chrome://flags/#enable-unsafe-webgpu。您可以访问 webgpureport.org 来体验一下。

清理实验性子群组功能

移除了已弃用的 "chromium-experimental-subgroups" 和 "chromium-experimental-subgroup-uniform-control-flow" 实验性子群组功能。请参阅问题 377868468。

现在，您只需使用 "subgroups" 实验性功能，即可尝试使用子群组。"subgroups-f16" 实验性功能已弃用，很快就会被移除。如果您的应用同时请求 "shader-f16" 和 "subgroups" 特征，则可以使用具有子组的 f16 值。请参阅问题 380244620。

弃用 maxInterStageShaderComponents 限制

由于多种因素，maxInterStageShaderComponents 限制已被弃用：

• 与 maxInterStageShaderVariables 的冗余：此限制已达到类似目的，即控制着着色器阶段之间传递的数据量。
• 细微的差异：虽然这两个限额的计算方式略有不同，但这些差异很小，可以在 maxInterStageShaderVariables 限额内有效管理。
• 简化：移除 maxInterStageShaderComponents 可简化着色器接口并降低开发者的复杂性。这样一来，他们就可以专注于名称更恰当、更全面的 maxInterStageShaderVariables，而无需管理两个细微差别很大的单独限制。

我们的目标是在 Chrome 135 中完全移除它。请参阅弃用意向和问题 364338810。

Dawn 更新

借助 wgpu::Device::GetAdapterInfo(adapterInfo)，您可以直接从 wgpu::Device 获取适配器信息。请参阅问题 376600838。

已将 WGPUProgrammableStageDescriptor 结构体重命名为 WGPUComputeState，以使计算状态与顶点和 fragment 状态保持一致。请参阅问题 379059434。

已移除 wgpu::VertexStepMode::VertexBufferNotUsed 枚举值。现在可以使用 {.stepMode=wgpu::VertexStepMode::Undefined, .attributeCount=0} 表示未使用的顶点缓冲区布局。请参阅问题 383147017。

这仅涵盖了部分重要亮点。查看详尽的提交列表。

WebGPU 的新变化

WebGPU 新变化系列中涵盖的所有内容的列表。

Chrome 140

• 设备请求消耗适配器
• 使用纹理视图时使用纹理的简写形式
• WGSL textureSampleLevel 支持一维纹理
• 弃用 bgra8unorm 只读存储纹理用法
• 移除了 GPUAdapter isFallbackAdapter 属性
• Dawn 更新

Chrome 139

• 支持 BC 和 ASTC 压缩格式的 3D 纹理
• 新增了“核心功能和限制”功能
• WebGPU 兼容性模式的源试用
• Dawn 更新

Chrome 138

• 使用缓冲区作为绑定资源的简写形式
• 创建时映射的缓冲区的尺寸要求变更
• 近期 GPU 的架构报告
• 弃用 GPUAdapter isFallbackAdapter 属性
• Dawn 更新

Chrome 137

• 使用纹理视图进行 externalTexture 绑定
• 复制缓冲区，但不指定偏移量和大小
• 使用指向原子变量的指针的 WGSL workgroupUniformLoad
• GPUAdapterInfo powerPreference 属性
• 移除 GPURequestAdapterOptions compatibilityMode 属性
• Dawn 更新

Chrome 136

• GPUAdapterInfo isFallbackAdapter 属性
• 改进了 D3D12 上的着色器编译时间
• 保存和复制画布图片
• 提升效果兼容性模式限制
• Dawn 更新

Chrome 135

• 允许创建具有 null bind 组布局的流水线布局
• 允许视口超出渲染目标边界
• 更轻松地访问 Android 上的实验性兼容性模式
• 移除 maxInterStageShaderComponents 限制
• Dawn 更新

Chrome 134

• 利用子群组改进机器学习工作负载
• 移除对浮点可过滤纹理类型作为可混合纹理的支持
• Dawn 更新

Chrome 133

• 新增了 unorm8x4-bgra 和 1 分量顶点格式
• 允许请求具有未定义值的未知限制
• WGSL 对齐规则变更
• 使用 discard 提高 WGSL 性能
• 针对外部纹理使用 VideoFrame displaySize
• 使用 copyExternalImageToTexture 处理具有非默认方向的图片
• 改善开发者体验
• 启用与 featureLevel 的兼容模式
• 清理实验性子群组功能
• 弃用 maxInterStageShaderComponents 限制
• Dawn 更新

Chrome 132

• 纹理视图使用情况
• 32 位浮点纹理混合
• GPUDevice adapterInfo 属性
• 使用无效格式配置画布上下文时抛出 JavaScript 错误
• 纹理的过滤采样器限制
• 扩展子群组实验
• 改善开发者体验
• 实验性支持 16 位归一化纹理格式
• Dawn 更新

Chrome 131

• 剪裁 WGSL 中的距离
• GPUCanvasContext getConfiguration()
• 点和线图元不得具有深度偏移
• 子群组的包含性扫描内置函数
• 对多重绘制间接调用的实验性支持
• 着色器模块编译选项 strict math
• 移除 GPUAdapter requestAdapterInfo()
• Dawn 更新

Chrome 130

• 双来源混合
• 改进了 Metal 上的着色器编译时间
• 弃用 GPUAdapter requestAdapterInfo()
• Dawn 更新

Chrome 129

• 支持 HDR，并采用画布色调映射模式
• 扩展了对子群组的支持
• Dawn 更新

Chrome 128

• 使用子群组进行实验
• 弃用为线和点设置深度偏差
• 如果 preventDefault，则隐藏未捕获的错误开发者工具警告
• WGSL 先进行插值采样，然后
• Dawn 更新

Chrome 127

• 在 Android 上对 OpenGL ES 的实验性支持
• GPUAdapter info 属性
• WebAssembly 互操作性改进
• 改进了命令编码器错误
• Dawn 更新

Chrome 126

• 提高 maxTextureArrayLayers 限制
• 针对 Vulkan 后端的缓冲区上传优化
• 着色器编译时间改进
• 提交的命令缓冲区必须是唯一的
• Dawn 更新

Chrome 125

• 子群组（正在开发的功能）
• 渲染到 3D 纹理的切片
• Dawn 更新

Chrome 124

• 只读和读写存储纹理
• 支持 Service Worker 和 Shared Worker
• 新的适配器信息属性
• bug 修复
• Dawn 更新

Chrome 123

• WGSL 中的 DP4a 内置函数支持
• WGSL 中的不受限指针形参
• 用于在 WGSL 中解引用复合类型的语法糖
• 为模板和深度方面分别设置只读状态
• Dawn 更新

Chrome 122

• 通过兼容模式扩大覆盖面（功能正在开发中）
• 提高 maxVertexAttributes 限制
• Dawn 更新

Chrome 121

• 在 Android 上支持 WebGPU
• 在 Windows 上使用 DXC 而不是 FXC 进行着色器编译
• 计算和渲染通道中的时间戳查询
• 着色器模块的默认入口点
• 支持将 display-p3 用作 GPUExternalTexture 色彩空间
• 内存堆信息
• Dawn 更新

Chrome 120

• 支持 WGSL 中的 16 位浮点值
• 挑战极限
• 深度模具状态的更改
• 适配器信息更新
• 时间戳查询量化
• 春季大清理功能

Chrome 119

• 可过滤的 32 位浮点纹理
• unorm10-10-10-2 顶点格式
• rgb10a2uint 纹理格式
• Dawn 更新

Chrome 118

• copyExternalImageToTexture() 中对 HTMLImageElement 和 ImageData 的支持
• 实验性支持读写和只读存储纹理
• Dawn 更新

Chrome 117

• 未设置顶点缓冲区
• 取消设置 bind 组
• 在设备丢失时，使异步流水线创建过程中的错误静音
• SPIR-V 着色器模块创建更新
• 改善开发者体验
• 具有自动生成的布局的缓存流水线
• Dawn 更新

Chrome 116

• WebCodecs 集成
• 由 GPUAdapter requestDevice() 返回的丢失设备
• 如果调用了 importExternalTexture()，则保持视频播放流畅
• 规范一致性
• 改善开发者体验
• Dawn 更新

Chrome 115

• 支持的 WGSL 语言扩展程序
• 对 Direct3D 11 的实验性支持
• 在交流电源供电时默认获取独立 GPU
• 改善开发者体验
• Dawn 更新

Chrome 114

• 优化 JavaScript
• 未配置的画布上的 getCurrentTexture() 会抛出 InvalidStateError
• WGSL 更新
• Dawn 更新

Chrome 113

• 在 importExternalTexture() 中使用 WebCodecs VideoFrame 来源