概述¶
什么是图形API？¶
我们的个人电脑和智能手机通常包含两个单元：CPU（Central Processing Unit 中央处理单元）和GPU（Graphics Processing Unit 图形处理单元）。编写应用程序时，主要是为CPU编写命令，这就是大多数编程语言的用途。
CPU和GPU是两种不同的处理器，我们对CPU进行编程，使其通过图形API和驱动程序指导GPU应该做什么。¶
如果想要应用程序在GPU上执行命令（如渲染3D画面），就必须由CPU将指令发送给GPU的驱动程序。图形API是CPU与GPU进行交互的编程接口。
有许多这样的API，例如您可能听说过的OpenGL、DirectX、Vulkan以及Metal。
Tip
理论上任何人都可以发明自己的图形API。每个GPU供应商都有自己的低级协议，用于驱动程序与硬件沟通，在此基础上实现了更常见的api（通常与驱动程序一起提供）。
本文档中，我们将学习一个名为WebGPU的图形API。它的设计目标是给GPU提供无关乎供应商和操作系统的统一接口。
WebGPU是一个渲染硬件接口，建立在您平台的驱动程序/操作系统所提供的各种API之上。这些重复的开发工作将由浏览器完成一次，并通过他们的webgpu.h头文件提供给我们。¶
为何是WebGPU？¶
🤔 对啊，我为什么要用一个web API来开发一个桌面应用呢？
很高兴你这么问，简单来说就是：
合理的抽象层次
高性能
跨平台
足够标准化
不会过时
事实上这是唯一一个受益于所有这些属性的图形API！
是的，WebGPU API主要是为web设计的，以作为JavaScript和GPU之间的接口。这并不是缺点，因为至今为止，web页面的性能需求已经与原生应用的需求相同。您可以在“为什么我认为WebGPU是2023年最值得学习的图形API”中了解更多。
Note
在为Web设计API时，隐私性和可移植性是两个重要的约束，我们受益于为可移植性所做的努力，且当使用WebGPU为原生应用进行开发时，出于隐私考虑而对API作出的限制可以被禁用。
又为何是C++？¶
作为WebGPU的初始目标，我们为何不用JavaScript？或是编写webgpu.h头文件所使用的C语言？亦或是Rust？毕竟是WebGPU的其中一个后端所使用的语言。这些都是可行的，但我选择了C++，原因如下：
C++仍然是用于高性能图形应用（视频游戏、渲染引擎、建模工具等）的主要语言。
一般来说，c++的抽象级别和控制非常适合与图形api交互。
图形编程对于真正学习C++来说是非常好的机会，在一开始，我将只假设对其有非常粗浅的了解。
See also
对于Rust的等效文档，我建议您去看看Sotrh的Learn WGPU。
如何使用此文档？¶
阅读指南¶
本文档的前两部分被设计成顺序阅读，以作为一个完整地教程，同时，他的不同页面也可作为特定主题的提点。
开始部分处理初始化WebGPU和窗口管理（使用GLFW）所需的样板文件，并介绍API的关键概念和习惯用法。在这一部分，我们将操作原始的C语言API，并在最后介绍本文档的其余部分所使用的c++包装器。
也可以直接前往第二部分的基础3D渲染，并使用第1部分生成的样板代码作为入门工具包。您可以之后再回到开始部分确认细节。
如今，渲染远不是gpu的唯一用途；第3部分介绍了基础计算，即WebGPU的非渲染使用。
第四部分是进阶技术，重点介绍了各种计算机图形学技术，这些技术可以相互独立阅读。
文学化编程¶
Warning
本文档尚处于早期阶段；它只适用于前面几章。
本文档遵循文学化编程：您所阅读的所有文档都有注释，这样您就可以自动将其代码块组合成完整的工作代码。这是一种确保文档包含再现结果所需的所有内容的方法。
在支持它的章节的右侧栏，您可以选择显示/隐藏这些信息：
默认情况下，所有功能都是关闭的，以避免视觉混乱，您可以在您不知道在特定代码片段具体应包含在哪里时将其打开。
贡献¶
如果您遇到任何错别字或更严重的问题，您可以点击每个页面顶部的编辑按钮来修复它们！
更普遍地说，您可以通过储存库的issues讨论任何技术或组织选择。欢迎任何建设性和/或善意的反馈！
施工中¶
文档仍在构建，WebGPU亦是如此。我试图尽可能严格地遵循这些变化，但在API变得稳定之前总会导致轻微的不一致。
请务必留意最后一次修改页面和附加代码的日期（使用git）。它们可能不会完全同步；我通常先更新代码，再更新文档。