GLSL能否替代WebGL？

Question

GLSL能否替代WebGL？

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这可能是一个比较幼稚的问题，请轻喷。我在 shadertoy.com 上看到了一些着色器，惊讶于用于 3D 场景的 glsl 代码有多么小。深入研究后，我发现大多数着色器都使用了一种称为ray marching 的技术。

这种技术可以避免完全使用顶点/三角形，而只需使用像素着色器和一些数学来创建一些相当复杂的场景。

所以我想知道为什么在 webgl 中 3D 场景经常使用三角网格，而不是只使用像素着色器。我们不能只使用 glsl 和像素着色器（也称为片段着色器）渲染整个场景吗？

- Shai UI

顺便说一下：WebGL 中没有 glBegin/glEnd，实际上在 OpenGL 中也早已废弃。如果你想学习 WebGL，我建议阅读这些文章。 - gman

@gman 好的，已经修改了，我的意思是无论他们现在用什么方式绘制顶点。 - Shai UI

检查一下名为Marble Marcher的游戏，理论上你可以使用像素着色器代替常规管道，但正如gman所说，它更加计算密集，因为你需要计算例如分形然后渲染它，所以你会在性能和动态性之间做出权衡（例如能够修改诸如光位置之类的东西，通常是在实时计算而不是烘焙的，或者分形的参数）。 - Felipe Gutierrez

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@FelipeGutierrez 谢谢，这是一个很好的资源。我相信 GPU 将会变得越来越快，因此在未来，光线追踪/光线行进将会更加广泛地被采用。 - Shai UI

现在正在发生的是，他们正在构建专门的核心，只为此而设计。难道你没有看到nVidia新的RTX上的RT核心吗？ - Felipe Gutierrez

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- gman · Accepted Answer

简单来说，使用Shadertoy技术可能比使用顶点和三角形慢10、100、1000倍。请看这个Shadertoy森林，即使在我笔记本电脑的最佳全屏状态下也只能以1fps的速度运行。

https://www.shadertoy.com/view/4ttSWf

到这个在30到60fps运行的天际森林

https://www.youtube.com/watch?v=PjqsYzBrP-M

比较一下这个Shadertoy城市，它在我的笔记本电脑上只能以5fps的速度运行。

https://www.shadertoy.com/view/XtsSWs

这是一篇关于运行在60fps的Cities:Skylines城市的文章。

https://www.youtube.com/watch?v=0gI2N10QyRA

比较一下这个 Shadertoy Journey 克隆，它可以在我的笔记本上全屏以每秒1帧的速度运行

https://www.shadertoy.com/view/ldlcRf

与我的笔记本电脑相比，PS3上的Journey游戏使用的GPU可能较慢，因为PS3于2006年发布，但游戏仍以60fps运行。

https://www.youtube.com/watch?v=61DZC-60x20#t=0m46s

有很多其他原因。一个典型的3D世界使用吉字节的数据来制作纹理、角色、动画、碰撞等，这些都不能只用GLSL实现。另一个常见的原因是它们经常使用分形技术，因此没有简单的方法来实际“设计”任何东西。相反，他们只是在数学中寻找有趣的东西。例如，这不是设计游戏关卡的好方法。换句话说，使用顶点数据使事物更加灵活和可编辑。

比较上面的Journey示例。Shadertoy示例是一个单一场景，而游戏是一个庞大的设计世界，包括建筑、废墟和谜题等等......

它被称为ShaderTOY是有原因的。它旨在成为一种有趣的挑战。给定一个仅输入当前正在绘制的像素的单个函数，编写代码以绘制某些内容。因此，人们在限制下成功绘制的图像是惊人的！

但是，这些通常不是编写真正应用程序所使用的技术。如果您希望您的应用程序运行快速并具有灵活性，则使用更传统的顶点和三角形技术。这些技术被GTA5、Red Dead Redemption 2、Call of Duty、Apex Legends、Fortnite等使用......