Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
軽率にBabylon.jsの WebGPUエンジンを使って ComputeShaderに入門し...
Search
にー兄さん
September 30, 2023
Technology
1k
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
軽率にBabylon.jsの WebGPUエンジンを使って ComputeShaderに入門した / learn-about-babylonjs-webgpu-computeshader
IwakenLab Shaderこんな感じ発表会#2
にー兄さん
September 30, 2023
More Decks by にー兄さん
See All by にー兄さん
ついにAuraも登場したのでJetpack XR SDKについて今一度語りたい / i wanna talk about xreal aura
drumath2237
0
25
『Ground Truth: How We Create Geometrically Accurate Reconstructions (Niantic Spatial Blog)』 を読む / read Ground Truth: How We Create Geometrically Accurate Reconstructions
drumath2237
0
58
この時代にOSS開発に向き合ってみる / face the oss development in this era
drumath2237
0
46
プログラマの職能が代替可能になりつつあるこの時代でプログラムと向き合う修行を積む / dedicating myself to the discipline of programming
drumath2237
0
97
個人的3D Gaussian Splattingニュースをご紹介 / sharing 3d gaussian splatting news
drumath2237
0
600
Jetpack XR SDKから紐解くAndroid XR開発と技術選定のヒント / about-androidxr-and-jetpack-xr-sdk
drumath2237
1
730
XRエンジニアの視点から XRのイマと社会実装の実現について考える / thinking-about-xr-popularization
drumath2237
0
89
軽率にプログラミング言語のシンタックスについて考えてみよう / lets-think-about-programming-lang-syntax
drumath2237
0
120
エンジニアが軽率に趣味から始める、OSS貢献を軸とした個人活動 / oss-contribution-as-a-hoby-project
drumath2237
0
98
Other Decks in Technology
See All in Technology
CDKで書くECSのベストプラクティス、 改めて考え直す2026 #cdkconf2026
makies
3
910
GoでCコンパイラを作った話
repunit
0
150
AI Coding Agent時代のcdk-nagガードレール 〜組織ルールを強制CIで守り抜く設計の挑戦〜
mhrtech
3
480
クラウドを使う側から、作る側へ / 大吉祥寺.pm 2026前夜祭
fujiwara3
3
620
AI時代におけるエンジニアの新たな役割──FDEとクオリアの探求/登壇資料(戸井田 裕貴)
hacobu
PRO
0
280
全員がリーダーである世界へ キリマンジャロ登頂とシェアド・リーダー
jinwatanabe
0
120
AI Native なプロダクト組織の立ち上げ方 : 生産性 100 倍への挑戦
mikesorae
0
1.2k
探索・可視化・自動化を一本化 Amazon Quickでデータ活用スピードを上げる方法
koheiyoshikawa
0
160
”AIを使う” から ”AIに任せる” へ ─ 開発プロセスを再設計してAIを組織標準にするまで
cyberagentdevelopers
PRO
1
130
kaonavi Tech Night#1
kaonavi
0
140
複数プロダクト組織のAIネイティブ化における戦略 / AICon2026_kude
rakus_dev
0
290
Alphaモジュール使っていいのかい!?いけないのかい!?どっちなんだいっ!?
watany
1
310
Featured
See All Featured
Abbi's Birthday
coloredviolet
3
8.7k
GraphQLとの向き合い方2022年版
quramy
50
15k
Building Flexible Design Systems
yeseniaperezcruz
330
40k
jQuery: Nuts, Bolts and Bling
dougneiner
66
8.5k
Being A Developer After 40
akosma
91
590k
How to Create Impact in a Changing Tech Landscape [PerfNow 2023]
tammyeverts
55
3.4k
For a Future-Friendly Web
brad_frost
183
10k
実際に使うSQLの書き方 徹底解説 / pgcon21j-tutorial
soudai
PRO
201
75k
Neural Spatial Audio Processing for Sound Field Analysis and Control
skoyamalab
0
380
Unlocking the hidden potential of vector embeddings in international SEO
frankvandijk
0
880
Measuring & Analyzing Core Web Vitals
bluesmoon
9
900
Practical Tips for Bootstrapping Information Extraction Pipelines
honnibal
25
2k
Transcript
軽率にBabylon.jsの WebGPUエンジンを使って ComputeShaderに入門した Shaderってこんな感じ発表会 #2 にー兄さん(@ninisan_drumath)
にー兄さん(@ninisan_drumath) ソフトウェアエンジニア 株式会社ホロラボ / IwakenLab Unity / ロケーションベースAR / WebAR
/ Babylon.js / Azure Kinect 最新技術を使った検証開発や デモンストレーションが好き 唐突な うちの猫たち→
本日の話: 「WebGPUのComputeShaderって こんな感じ」 Babylon.jsの
アジェンダ - WebGPUとかWGSLとかComputeShaderとか - Babylon.jsでもComputeShaderが使いたい - おわりに
WebGPUとかWGSLとか ComputeShaderとか
WebGPUとは① ブラウザ向けグラフィクスAPIの一種 従来はWebGL・WebGL2などがあり、 WebGL2が主流になろうとしている(ここの温度感あってる?) 今年の5月くらいにPC向けGoogle Chrome 113から 特殊な設定なしで利用できるように
WebGPUとは② 嬉しいところ - 低レベルなAPIを採用され、処理効率が向上 - モダングラフィクスAPIの流れを汲んでいる - コンピュートシェーダが使える これからに期待 -
2023年現在 使える環境が限られている - WebXRでは使えない、はず(要出典)
WGSL WebGPUで採用されているシェーダ言語 Rustっぽい構文 下記はCYOSで生成されたコードの比較(少し調整済み) #version 300 es precision highp float;
in vec3 position; uniform mat4 worldViewProjection; out vec4 vPosition; void main() { vec4 p = vec4(position, 1.f); vPosition = p; gl_Position = worldViewProjection * p; } #include<sceneUboDeclaration> #include<meshUboDeclaration> attribute position : vec3<f32>; varying vPosition : vec4<f32>; @vertex fn main(input: VertexInputs) -> FragmentInputs { let p = vec4<f32>(vertexInputs.position, 1.0); vertexOutputs.vPosition = p; vertexOutputs.position = scene.viewProjection * mesh.world * p; } WGSL GLSL
Compute Shader 汎用的な計算をGPUで行うための仕組み つまりGPGPU(General Purpose GPU) WebGL系ではこの仕組みが無かったので vertex/fragmentシェーダで実現していた WebGPUには標準搭載されており、WGSLで書ける
Babylon.jsでも ComputeShaderが使いたい
完成イメージ
どんなものを作るか GPUパーティクルを意識して 大量のオブジェクトの属性計算をGPGPUで処理したい (今回は90,000パーティクル) 平面上のランダムな位置にパーティクル位置を初期化 StorageBufferにPositionの配列を格納 3D Sin Waveを適用(dispatch) PointsCloudSystemにPosition配列を適用
時間によってアニメーションさせて上記処理を繰り返す
環境 - Windows 10 Home - Google Chrome 117 -
Babylon.js 6.7.0 - WebGPU Engine使用 - Vite + TypeScript - もし素でWebGPUをTSで開発する場合 @webgpu/typesに型定義があります - Babylon.jsでは不要です サンプルはGitHubで公開しています(docs整備中) https://github.com/drumath2237/babylon-compute-shader-sandbox
Babylon.jsにおけるWebGPUとComputeShader WebGPUは ほぼフルサポート 一部機能は動かないらしい 基本的にEngineをWebGPUEngineに差し替えれば 既存のWebGLアプリから移行できる const engine = new WebGPUEngine(renderCanvas,
{ antialias: true, }); await engine.initAsync(); ComputeShaderはWebGPUエンジンでのみ使用可能 > Note that in Babylon.js this is a WebGPU feature only (starting at v5.0), WebGL does not support compute shaders.
ComputeShaderを書く(3dSinWave.wgsl) struct Params { time: f32 } @group(0) @binding(0) var<uniform>
params : Params; @group(0) @binding(1) var<storage,read_write> positionBuffer : array<f32>; @compute @workgroup_size(2,1,1) fn main(@builtin(global_invocation_id) global_id: vec3<u32>) { var particleId = global_id.x * u32(300) + global_id.y; var x = positionBuffer[particleId * u32(3)]; var z = positionBuffer[particleId * u32(3) + u32(2)]; var distance = sqrt(x * x + z * z); positionBuffer[particleId * u32(3) + u32(1)] = sin(distance * 1.2 - params.time); } 拡張機能を入れれば VSCodeで普通に書ける
ComputeShaderインスタンスの作成 Compute Shaderのコードと bindingsのLayoutを定義して インスタンス化 const sinWaveComputeShader = new ComputeShader(
"3d sin wave", engine, { computeSource: computeShaderSource }, { bindingsMapping: { params: { group: 0, binding: 0 }, positionBuffer: { group: 0, binding: 1 }, }, } );
UniformBufferを作成 プリミティブな値は UniformBufferとして渡している 時間によるアニメーションのための float32を渡して更新する let time = 5; const
waveParamsUniformBuffer = new UniformBuffer( engine, undefined, undefined, "params" ); waveParamsUniformBuffer.addUniform("time", 1); waveParamsUniformBuffer.updateFloat("time", time); sinWaveComputeShader.setUniformBuffer( "params", waveParamsUniformBuffer );
Position配列の初期化とStorageBufferの作成 PointCloudSystemと Compute Shaderの相互で 参照するPosition配列(Float32Array) ComputeShaderには StorageBufferに変換して渡している const positionBuffer =
new Float32Array(PARTICLE_COUNT * 3); for (let i = 0; i < PARTICLE_COUNT; i++) { positionBuffer[i * 3] = randomNumberBetween(-10, 10); positionBuffer[i * 3 + 1] = 0; positionBuffer[i * 3 + 2] = randomNumberBetween(-10, 10); } const positionStorage = new StorageBuffer( engine, positionBuffer.byteLength ); positionStorage.update(positionBuffer); sinWaveComputeShader.setStorageBuffer( "positionBuffer", positionStorage);
繰り返しdispatch シーンのレンダリングループで 時間を更新して位置を再計算 dispatchのコスト高そうなので あまりよくない……? scene.registerBeforeRender(async () => { time
+= 0.1; waveParamsUniformBuffer.updateFloat("time", time); waveParamsUniformBuffer.update(); await sinWaveComputeShader.dispatchWhenReady( PARTICLE_ONE_SIDE, PARTICLE_ONE_SIDE ); const res = await positionStorage.read(); positionBuffer.set(new Float32Array(res.buffer)); pointCloud.setParticles(); });
完成
おわりに
まとめと感想 WebGPUのComputeShader気になっていたので 入門できてうれしい Babylon.jsだと普通に動くっぽいのでみんなでやろう
参考 WebGPUがついに利用可能に WebGL以上の高速な描画と、計算処理への可能性 https://ics.media/entry/230426/ IwakenLabShader勉強会でBabylon.jsにおけるComputeShaderでGPUパーティクルを行うデモの準備 https://zenn.dev/drumath2237/scraps/082ff30318fb2e WGSL 仕様メモ https://ikorin2.hatenablog.jp/entry/2023/04/23/213426 Compute
Shaders | Babylon.js Documentation https://doc.babylonjs.com/features/featuresDeepDive/materials/shaders/computeShader