WebGPU против WebGL: почему индустрия движется дальше

Если вы создавали 3D-приложения с помощью WebGL или библиотек вроде Three.js, вы наверняка сталкивались со знакомыми проблемами: узкие места CPU при недогруженном GPU, отсутствие доступа к вычислительным шейдерам и загадочные ошибки GLSL, которые различаются в зависимости от устройства. WebGPU напрямую решает эти ограничения. Это не WebGL 3.0 — это принципиально другая модель API, разработанная с учетом того, как на самом деле работают современные GPU.

В этой статье объясняются архитектурные различия, важные на практике, что меняет API WebGPU для ваших рабочих процессов рендеринга и вычислений, и как оценить время внедрения для ваших проектов.

Две разные модели API

Рендеринг в WebGL следует модели конечного автомата (state-machine), унаследованной от OpenGL ES 2.0. Вы устанавливаете глобальное состояние — привязанные текстуры, активные шейдеры, режимы смешивания — и это состояние сохраняется, пока вы его не измените. Эта модель имела смысл в 2011 году, но создает проблемы в масштабе: забытые изменения состояния вызывают тонкие ошибки, а однопоточная отправка команд создает узкие места для сцен, ограниченных CPU.

WebGPU использует явный подход, применяемый в Vulkan, Metal и Direct3D 12. Вместо изменяемого глобального состояния вы создаете неизменяемые объекты конвейеров, которые заранее инкапсулируют всю конфигурацию рендеринга. Ресурсы организованы в группы привязок, а не привязываются индивидуально. Команды записываются в командные буферы, затем отправляются пакетами.

Эта явная модель требует больше предварительной работы, но устраняет целые категории ошибок. Что более важно, она позволяет драйверу GPU оптимизировать выполнение команд, не угадывая ваши намерения.

Конвейеры, группы привязок и командные буферы

Практический переход от WebGL к WebGPU сосредоточен на трех концепциях:

Конвейеры (Pipelines) объединяют модули шейдеров, макеты вершин, состояния смешивания и целевые буферы рендеринга в неизменяемые объекты. Вы создаете конвейеры во время инициализации, затем ссылаетесь на них во время рендеринга. Изменение любой конфигурации означает создание нового конвейера — что звучит дорого, но обеспечивает агрессивную оптимизацию драйвера.

Группы привязок (Bind groups) заменяют индивидуальные привязки uniform-переменных и текстур WebGL. Вместо многократного вызова gl.uniform* и gl.bindTexture вы определяете макет группы привязок, создаете группы привязок, соответствующие этому макету, и меняете целые группы одним вызовом. Это значительно снижает накладные расходы API на кадр.

Командные буферы (Command buffers) отделяют запись команд от их отправки. Вы можете записывать команды в нескольких потоках, затем отправлять завершенные буферы в очередь GPU. Здесь находится многопоточный потенциал WebGPU — хотя большинство пользователей фреймворков не будут взаимодействовать с этим напрямую.

WGSL заменяет GLSL

WebGPU использует WGSL (WebGPU Shading Language) вместо GLSL. Синтаксис отличается, но базовые концепции — вершинные шейдеры, фрагментные шейдеры, uniform-переменные, varying-переменные — остаются знакомыми.

Значимое изменение — это инструментарий. WGSL был разработан для модели безопасности веба и обеспечивает более согласованное поведение компиляции на разных устройствах. Сообщения об ошибках включают расположение в исходном коде и практические описания, а не загадочный вывод от конкретных производителей, который часто выдает GLSL.

Если вы используете Three.js, абстракция TSL (Three.js Shading Language) позволяет писать шейдеры на JavaScript, которые компилируются как в GLSL, так и в WGSL, облегчая переход.

Вычислительные шейдеры меняют возможности

WebGL ограничивает использование GPU графикой. Физика, системы частиц и процедурная генерация выполняются на CPU, создавая потолок производительности для приложений с интенсивными вычислениями.

API WebGPU включает вычислительные шейдеры — программы, которые выполняют произвольные параллельные вычисления на GPU. В благоприятных случаях рабочие нагрузки, такие как большие системы частиц, которые занимают десятки миллисекунд на кадр на CPU, могут сократиться до нескольких миллисекунд при использовании GPU-вычислений. То же самое относится к симуляции жидкостей, AI-инференсу и обработке данных в реальном времени.

Это не постепенное улучшение. Вычислительные шейдеры открывают рабочие нагрузки, которые просто не были осуществимы в веб-графике раньше.

Реальность фреймворков: бэкенд WebGPU с откатом на WebGL

Большинство разработчиков не будут писать сырой код WebGPU. Three.js, Babylon.js, PlayCanvas и веб-экспорт Unity поддерживают или добавляют бэкенды WebGPU. Типичный паттерн — WebGPU как основной рендерер с автоматическим откатом на WebGL для неподдерживаемых браузеров.

Three.js делает это простым:

// WebGPU с автоматическим откатом
import * as THREE from 'three';
import WebGPURenderer from 'three/addons/renderers/webgpu/WebGPURenderer.js';

const renderer = new WebGPURenderer();
await renderer.init();

Для базовых сцен эта замена работает немедленно. Использование вычислительных шейдеров или продвинутых функций требует дополнительного кода, но путь миграции инкрементальный.

Поддержка браузерами и оставшиеся пробелы

По состоянию на январь 2026 года WebGPU поставляется в Chrome, Edge и Opera на настольных платформах. Safari поддерживает WebGPU и включает его по умолчанию в macOS 26 (Tahoe) и новее, в то время как старые версии macOS требуют флага функции. Firefox поставляет WebGPU по умолчанию в Windows и macOS 26+, другие платформы все еще находятся за флагами. Мобильная поддержка улучшается, но все еще неравномерна на разных устройствах и версиях ОС. Проверьте текущий статус на caniuse.com/webgpu для вашей целевой аудитории.

WebGL не устарел. Он остается правильным выбором для проектов, требующих универсальной совместимости, или где существующие кодовые базы работают хорошо. Но новые инвестиции в графику и вычисления направляются в сторону WebGPU — именно там сейчас сосредоточены функции, оптимизации и разработка фреймворков.

Когда переходить

Рассматривайте WebGPU для новых проектов со сроками 6+ месяцев, рабочих нагрузок с интенсивными вычислениями или сцен, сталкивающихся с узкими местами CPU при наличии запаса GPU. Придерживайтесь WebGL для производственных приложений, требующих универсальной поддержки браузеров сегодня, или существующих кодовых баз без конкретных проблем производительности, которые решает WebGPU.

Заключение

Переход от WebGL к WebGPU постепенный, не срочный. Явная модель API WebGPU, поддержка вычислительных шейдеров и улучшенный инструментарий представляют значительный шаг вперед для веб-графики — но WebGL остается жизнеспособным для многих случаев использования. Понимание архитектурной модели WebGPU сейчас позволит вам использовать его, когда ваши проекты выиграют от низкоуровневого доступа к GPU и возможностей параллельных вычислений.

Часто задаваемые вопросы

Gain Debugging Superpowers

Unleash the power of session replay to reproduce bugs, track slowdowns and uncover frustrations in your app. Get complete visibility into your frontend with OpenReplay — the most advanced open-source session replay tool for developers. Check our GitHub repo and join the thousands of developers in our community.