WGSL fragment_depth 拡張機能
ジオメトリを多用するレンダーパスでは、Early-Z 最適化がデベロッパーの強い味方になります。高コストのフラグメント シェーダーを実行する前に GPU が非表示のピクセルを破棄できるため、パフォーマンスが大幅に向上します。ラスタライズされた深度が深度テストに失敗した場合、シェーダーに他の副作用がない限り、GPU はフラグメント シェーダーを完全にスキップします。
ハードウェアがこの処理をどのように行うかについては、MJP の記事 When Does Early-Z Have to be Disabled? をご覧ください。
カスタム深度操作は便利ですが、フラグメント シェーダーで行うと、隠れたコストが発生します。フラグメント シェーダー内で @builtin(frag_depth) に書き込むと、通常、ドライバは描画呼び出し全体で Early-Z 最適化を無効にします。これは、ドライバのヒューリスティックでは、シェーダーで計算された出力深度がラスタライザによって補間された深度と一致することを保証できないためです。
このパフォーマンスの低下に対処するため、WGSL 拡張機能 fragment_depth を使用すると、@builtin(frag_depth) に less または greater 深度モード名を指定して、書き込まれた深度と補間された深度を比較する方法を明示的に指定できます。これにより、GPU は Early-Z 最適化を安全に適用できます。
この言語拡張機能は、JavaScript で navigator.gpu.wgslLanguageFeatures を使用して機能検出できます。requires ディレクティブを使用して、WGSL シェーダー コードの先頭に requires fragment_depth; を追加し、移植できない可能性があることを示すことをおすすめします。次の例とリリース予定をご覧ください。
if (!navigator.gpu.wgslLanguageFeatures.has("fragment_depth")) {
throw new Error(`WGSL fragment depth is not available`);
}
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();
const shaderModule = device.createShaderModule({ code: `
requires fragment_depth;
@fragment
fn main() -> @builtin(frag_depth, less) f32 {
// Explicitly states that the output fragment depth is less than early-Z depth,
// allowing the GPU to safely preserve early-Z optimizations.
return 0.0f;
}`,
});
テクスチャ圧縮の不揃い
「texture-compression-unaligned」GPU 機能を使用すると、ブロックサイズの整数倍ではないディメンション(BC、ETC2、ASTC 形式の場合は 4x4 など)で圧縮テクスチャを作成できます。以前は、WebGPU ではテクスチャ サイズをこれらのブロック境界に合わせる必要がありました。この機能では、ブロックの配置に合わせてテクスチャをパディングまたはスケーリングする必要がないため、スケーリングによる歪みを生じさせることなく、元の圧縮忠実度を維持できます。リリース予定をご覧ください。
次のコード スニペットは、アダプターがテクスチャ圧縮の不揃いをサポートしているかどうかを確認し、サポートしている場合は、そのアダプターを使用してデバイスをリクエストします。
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (!adapter.features.has("texture-compression-unaligned")) {
throw new Error("Texture compression unaligned support is not available");
}
// Explicitly request texture compression unaligned support.
const device = await adapter.requestDevice({
requiredFeatures: ["texture-compression-unaligned"],
});
この機能、仕様、CTS の作業を推進してくださった外部のコントリビューターである spark.js の Ignacio Castaño 様に感謝いたします。
srgb-linear 色空間と display-p3-linear 色空間
「srgb-linear」と「display-p3-linear」の事前定義された色空間が追加されたため、WebGPU キャンバス コンテキストで拡張範囲のリニア色空間に直接レンダリングして、広色域ディスプレイをサポートできるようになりました。これらの色空間では、ピクセル値と物理輝度の間に線形関係が維持されます。そのため、ゲームでの物理的な光のレンダリングや、アンチエイリアシング、補間、間引きなどの空間処理タスクに最適です。リリース予定とParticles(HDR)サンプル PR #574をご覧ください。
const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const device = await adapter.requestDevice();
const canvas = document.querySelector("canvas");
const context = canvas.getContext("webgpu");
context.configure({
device,
format: "rgba16float",
colorSpace: "display-p3-linear",
});
snorm10-10-10-2 頂点形式の追加
「snorm10-10-10-2」頂点形式は、4 つの符号付き正規化値(3 つの 10 ビット コンポーネント(r, g, b)と 1 つの 2 ビット コンポーネント(a))を保持するパックされた 32 ビット形式です。この形式を使用すると、メモリ帯域幅を節約しながら、追加の 2 ビット スカラーや配置フラグを含む 3D 法線ベクトルなどの属性を効率的に保存できます。仕様 PR 6491 をご覧ください。
NVIDIA の Linux での f16 のサポート
WGSL で 16 ビット浮動小数点値をサポートするオプションの「shader-f16」機能が、最新の NVIDIA GPU ドライバの Linux でサポートされるようになりました。issue chromium:42251215 をご覧ください。
Dawn の更新
WGPUAdapterPropertiesD3D 構造体を使用して、特定の GPU アダプターの基盤となる DXGIAdapter の LUID をクエリできるようになりました。issue chromium:562849566 をご覧ください。
主なハイライトは以上です。コミットの完全なリストをご覧ください。
WebGPU の新機能
WebGPU の新機能シリーズで取り上げられたすべての機能の一覧です。
Chrome 155 ~ 156
- WGSL fragment_depth 拡張機能
- テクスチャ圧縮の不揃い
- srgb-linear 色空間と display-p3-linear 色空間
- snorm10-10-10-2 頂点形式の追加
- NVIDIA の Linux での f16 のサポート
- Dawn の更新
Chrome 153 ~ 154
Chrome 151 ~ 152
Chrome 149 ~ 150
Chrome 147 ~ 148
Chrome 146
Chrome 145
Chrome 144
- WGSL subgroup_id 拡張機能
- WGSL uniform_buffer_standard_layout 拡張機能
- Linux の WebGPU
- writeBuffer と writeTexture の高速化
- Dawn の更新
Chrome 143
Chrome 142
Chrome 141
Chrome 140
- デバイス リクエストがアダプターを消費する
- テクスチャ ビューが使用されている場合にテクスチャを使用するショートカット
- WGSL textureSampleLevel が 1D テクスチャをサポート
- bgra8unorm 読み取り専用ストレージ テクスチャの使用を非推奨に
- GPUAdapter isFallbackAdapter 属性を削除
- Dawn の更新
Chrome 139
Chrome 138
- バッファをバインディング リソースとして使用するショートカット
- 作成時にマッピングされたバッファのサイズ要件の変更
- 最近の GPU のアーキテクチャ レポート
- GPUAdapter isFallbackAdapter 属性を非推奨に
- Dawn の更新
Chrome 137
- externalTexture バインディングにテクスチャ ビューを使用
- オフセットとサイズを指定せずにバッファをコピー
- atomic へのポインタを使用する WGSL workgroupUniformLoad
- GPUAdapterInfo powerPreference 属性
- GPURequestAdapterOptions compatibilityMode 属性を削除
- Dawn の更新
Chrome 136
Chrome 135
- null バインド グループ レイアウトでパイプライン レイアウトを作成できるようにする
- ビューポートをレンダー ターゲットの境界を超えて拡張できるようにする
- Android で試験運用版の互換モードに簡単にアクセスできるようにする
- maxInterStageShaderComponents の上限を削除
- Dawn の更新
Chrome 134
Chrome 133
- 追加の unorm8x4-bgra 頂点形式と 1 コンポーネント頂点形式
- 不明な上限を未定義の値でリクエストできるようにする
- WGSL の配置ルールの変更
- 破棄による WGSL のパフォーマンス向上
- 外部テクスチャに VideoFrame displaySize を使用
- copyExternalImageToTexture を使用して、デフォルト以外の向きの画像を処理
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- featureLevel で互換モードを有効にする
- 試験運用版のサブグループ機能のクリーンアップ
- maxInterStageShaderComponents の上限を非推奨に
- Dawn の更新
Chrome 132
- テクスチャ ビューの使用
- 32 ビット浮動小数点テクスチャのブレンド
- GPUDevice adapterInfo 属性
- 無効な形式でキャンバス コンテキストを構成すると JavaScript エラーが発生
- テクスチャのサンプラー制限のフィルタリング
- サブグループの試験運用版の拡張
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- 16 ビット正規化テクスチャ形式の試験運用版のサポート
- Dawn の更新
Chrome 131
- WGSL のクリップ距離
- GPUCanvasContext getConfiguration()
- ポイントと線のプリミティブに深度バイアスを設定しない
- サブグループの組み込み関数(インクルーシブ スキャン)
- マルチ描画間接の試験運用版のサポート
- シェーダー モジュール コンパイル オプションの厳密な数学
- GPUAdapter requestAdapterInfo() を削除
- Dawn の更新
Chrome 130
Chrome 129
Chrome 128
- サブグループの試験運用版
- 線と点の深度バイアスの設定を非推奨に
- preventDefault の場合、キャプチャされていないエラー DevTools 警告を非表示にする
- WGSL は最初にサンプリングを補間し、どちらか一方を補間する
- Dawn の更新
Chrome 127
Chrome 126
- maxTextureArrayLayers の上限を引き上げる
- Vulkan バックエンドのバッファ アップロードの最適化
- シェーダー コンパイル時間の短縮
- 送信されたコマンド バッファは一意にする必要がある
- Dawn の更新
Chrome 125
Chrome 124
Chrome 123
- WGSL での DP4a 組み込み関数のサポート
- WGSL の無制限のポインタ パラメータ
- WGSL での複合体の逆参照の構文シュガー
- ステンシルと深度のアスペクトの読み取り専用状態を分離
- Dawn の更新
Chrome 122
Chrome 121
- Android で WebGPU をサポート
- Windows でのシェーダー コンパイルに FXC ではなく DXC を使用
- コンピューティング パスとレンダーパスのタイムスタンプ クエリ
- シェーダー モジュールのデフォルトのエントリ ポイント
- GPUExternalTexture 色空間として display-p3 をサポート
- メモリヒープ情報
- Dawn の更新
Chrome 120
Chrome 119
Chrome 118
- での HTMLImageElement と ImageData のサポート
copyExternalImageToTexture() - 読み書きストレージ テクスチャと読み取り専用ストレージ テクスチャの試験運用版のサポート
- Dawn の更新
Chrome 117
- 頂点バッファの設定を解除
- バインド グループの設定を解除
- デバイスが失われたときに非同期パイプライン作成のエラーを抑制
- SPIR-V シェーダー モジュールの作成の更新
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- 自動生成されたレイアウトでパイプラインをキャッシュに保存
- Dawn の更新
Chrome 116
- WebCodecs の統合
- GPUAdapter
requestDevice()によって返される失われたデバイス importExternalTexture()が呼び出された場合でも動画再生をスムーズに保つ- 仕様への準拠
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- Dawn の更新
Chrome 115
- サポートされている WGSL 言語拡張機能
- Direct3D 11 の試験運用版のサポート
- AC 電源でデフォルトでディスクリート GPU を取得
- デベロッパー エクスペリエンスの向上
- Dawn の更新