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vgpu/wgsl-std实战noise、hash、color、sampling——你需要的WebGPU着色器标准库【免费下载链接】vgpuModular cross-runtime WebGPU library for shaders, 3D scenes, GPU tensors, neural networks, and math viz项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vgpu/vgpu如果你正在用WebGPU写着色器一定被这些重复代码折磨过手抄 Perlin 噪声公式、自己写 sRGB 转换、拼 Hammersley 采样序列。今天介绍的vgpu/wgsl-std就是为此而生的WebGPU 着色器标准库——一组纯 WGSL 工具模块把noise、hash、color、sampling这些高频功能打包成可直接import的标准子路径开箱即用零绑定、零隐藏状态。为什么需要 vgpu/wgsl-std写 GPU 程序时数学胶水代码往往比核心逻辑还多。传统做法是把别人博客里的 snippet 直接粘进着色器但这样做有两个隐患来源不明公式对不对、边界情况除零、溢出有没有处理全凭运气重复造轮子每个项目都重写一遍 sRGB 解码和黄金角采样。vgpu/wgsl-std的设计哲学很克制只发布纯声明式 WGSL 模块函数、常量、结构体不引入group、binding、override 或入口点。你import的每一个工具函数都经过审查与测试例如 tests/perlin.test.ts 用 100 万随机采样验证了噪声的取值范围。5分钟上手如何安装和导入vgpu/wgsl-std是vgpu包的内置依赖安装vgpu后无需单独安装子路径即可直接导入import { perlin2d, fbmPerlin3d } from vgpu/wgsl-std/noise/perlin; import { pcg3d, unitFloat } from vgpu/wgsl-std/hash; import { srgbToLinear3, linearToSrgb3, tonemapAces } from vgpu/wgsl-std/color; import { vogelDisk, hammersley2d } from vgpu/wgsl-std/sampling;所有子路径映射都写在 packages/wgsl-std/README.md 里核心入口一览子路径内容vgpu/wgsl-std/noiseVoronoi细胞噪声voronoi2d/3dvgpu/wgsl-std/noise/perlinPerlin 梯度噪声 归一化 fBMvgpu/wgsl-std/noise/simplexSimplex 噪声 归一化 fBMvgpu/wgsl-std/hash确定性哈希与随机数vgpu/wgsl-std/colorsRGB 转换、亮度、曝光、色调映射vgpu/wgsl-std/sampling低差异序列采样Vogel 圆盘、Hammersleyvgpu/wgsl-std/math/constants区间重映射、安全归一化、π 等常量四大核心模块逐个看1️⃣ noisePerlin、Simplex 与 Voronoi 三件套想要云、地形、雾、等离子体这类平滑场选梯度噪声vgpu/wgsl-std/noise/perlinperlin2d/3d加fbmPerlin2d/3d数学上保证输出恒在 (-1, 1)再也不用2.2 *这种玄学系数然后到处夹值vgpu/wgsl-std/noise/simplex更便宜、频率更高的兄弟实现fbmSimplex2d/3d同样幅值归一化vgpu/wgsl-std/noiseVoronoi 细胞噪声一次返回最近距离f1、次近距离f2和格子cellf2 - f1就是经典的细胞边缘图案。一个小技巧fBM 的octaves会被静默钳制在 [1, 16]gain钳制在 [0, 1]——即使 uniform 传进垃圾值也不会把 GPU 挂死这对新手非常友好。2️⃣ hash着色器里的确定性随机数GPU 上没有掷骰子只有确定性哈希。hash 模块 提供完整工具链hashU32基于 Wellons lowbias32 的整数哈希pcg2d/pcg3d多输出 PCG 风格向量哈希专给格子坐标用2D/3D 各返回去相关的多个分量省得再调用多次unitFloat把u32哈希位稳定映射到[0, 1)且永远不返回 1.0hash1/2/3浮点种子版一个函数直接拿到单位区间内的小数。典型用法——给每个格子一个稳定的随机值注意用bitcast处理格子坐标import { pcg3d, unitFloat } from vgpu/wgsl-std/hash; fn cellRandom(cell: vec3i) - f32 { return unitFloat(pcg3d(bitcastvec3u(cell)).x); }官方文档还特别提醒做格子噪声时优先用整数坐标哈希别用sin/fract式的浮点哈希——精度陷阱少一个是一个。3️⃣ colorsRGB、曝光与色调映射一步到位色彩管线里最容易被写错的就是传递函数。color 模块 覆盖了非 PBR 场景的全部刚需函数作用srgbToLinear3/4、linearToSrgb3/4标准 IEC/sRGB 分段转换不自动夹值安全可控luminanceRec.709 相对亮度(0.2126, 0.7152, 0.0722)记得传线性光颜色applyExposure按档/EV曝光1.0翻倍、-2.0变 1/4tonemapAces/tonemapReinhard常用色调映射ACES 用 Narkowicz 拟合luminanceThreshold亮度阈值提取——做Bloom的高光通道就靠它一条完整的调色链只有三行import { srgbToLinear3, applyExposure, tonemapAces, linearToSrgb3 } from vgpu/wgsl-std/color; fn grade(srgb: vec3f, ev: f32) - vec3f { return linearToSrgb3(tonemapAces(applyExposure(srgbToLinear3(srgb), ev))); }模块刻意不做 PBR 和默认显示管线——显示转换由你自己决定这正是标准库该有的分寸感。4️⃣ sampling低差异序列告别手写采样数学蒙特卡洛积分、光斑光斑Bokeh、模糊核……都需要在圆盘或单位正方形里均匀撒点。sampling 模块 一次给齐goldenAngle黄金角常量f32 精度2.3999631vogelDisk(index, count, phi)Vogel 螺旋圆盘采样点向日葵螺旋那个模型phi可整体旋转图案radicalInverseVdc(bits)基数 2 Van der Corput 逆向位串处理了 f32 舍入到 1.0 的边界hammersley2d(index, count)经典Hammersley 点集光照估计的老朋友。过去你要手写一整段还容易在count 0时除零现在一行导入搞定。文档中附了 before/after 对照对比非常直观。实战避坑三条性能与正确性建议remap 而不是 saturatePerlin/Simplex 的值域是 (-1, 1) 且标准差只有 0.26~0.53直接saturate会丢掉整整一半信号。正确姿势是用 math 模块 的remap把你关心的区间映射到 [0, 1]固定核提前算vogelDisk每次调用含sqrt/cos/sin若每个像素都要用同一组点把它预计算到 buffer 里未使用的导入会被裁掉resolveShader()会做声明级死代码消除import多了也不会白白进 bundle可以放心按模块整体引入。场景速查我该 import 哪个模块你想做的效果推荐模块关键函数云、雾、烟雾noise/perlin 或 noise/simplexfbmPerlin3d、fbmSimplex3d地形山脊noise/perlinperlin3d 每八度(1-abs(n))²细胞/龟裂纹noisevoronoi2d用f2 - f1取边缘像素抖动、每格随机hashhash2、pcg3dunitFloatHDR 调色、BloomcolortonemapAces、luminanceThreshold光照采样、模糊核samplinghammersley2d、vogelDisk进一步阅读总览与子路径表packages/wgsl-std/README.md各模块 API 文档含公式、参数表、边界说明src/color/index.docs.md、src/hash/index.docs.md、src/noise/perlin/index.docs.md、src/noise/simplex/index.docs.md、src/sampling/index.docs.md数值验证测试tests/ 目录下的perlin.test.ts、sampling.test.ts、color.test.ts等对新手来说vgpu/wgsl-std的价值不在多高级而在于你第一次写着色器时那些数学细节已经被验证过了。把省下的时间花在画面本身才是学 WebGPU 的正解 【免费下载链接】vgpuModular cross-runtime WebGPU library for shaders, 3D scenes, GPU tensors, neural networks, and math viz项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vgpu/vgpu创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考 @vgpu/wgsl-std实战：noise、hash、color、sampling——你需要的WebGPU着色器标准库
vgpu/wgsl-std实战noise、hash、color、sampling——你需要的WebGPU着色器标准库【免费下载链接】vgpuModular cross-runtime WebGPU library for shaders, 3D scenes, GPU tensors, neural networks, and math viz项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vgpu/vgpu如果你正在用WebGPU写着色器一定被这些重复代码折磨过手抄 Perlin 噪声公式、自己写 sRGB 转换、拼 Hammersley 采样序列。今天介绍的vgpu/wgsl-std就是为此而生的WebGPU 着色器标准库——一组纯 WGSL 工具模块把noise、hash、color、sampling这些高频功能打包成可直接import的标准子路径开箱即用零绑定、零隐藏状态。为什么需要 vgpu/wgsl-std写 GPU 程序时数学胶水代码往往比核心逻辑还多。传统做法是把别人博客里的 snippet 直接粘进着色器但这样做有两个隐患来源不明公式对不对、边界情况除零、溢出有没有处理全凭运气重复造轮子每个项目都重写一遍 sRGB 解码和黄金角采样。vgpu/wgsl-std的设计哲学很克制只发布纯声明式 WGSL 模块函数、常量、结构体不引入group、binding、override 或入口点。你import的每一个工具函数都经过审查与测试例如 tests/perlin.test.ts 用 100 万随机采样验证了噪声的取值范围。5分钟上手如何安装和导入vgpu/wgsl-std是vgpu包的内置依赖安装vgpu后无需单独安装子路径即可直接导入import { perlin2d, fbmPerlin3d } from vgpu/wgsl-std/noise/perlin; import { pcg3d, unitFloat } from vgpu/wgsl-std/hash; import { srgbToLinear3, linearToSrgb3, tonemapAces } from vgpu/wgsl-std/color; import { vogelDisk, hammersley2d } from vgpu/wgsl-std/sampling;所有子路径映射都写在 packages/wgsl-std/README.md 里核心入口一览子路径内容vgpu/wgsl-std/noiseVoronoi细胞噪声voronoi2d/3dvgpu/wgsl-std/noise/perlinPerlin 梯度噪声 归一化 fBMvgpu/wgsl-std/noise/simplexSimplex 噪声 归一化 fBMvgpu/wgsl-std/hash确定性哈希与随机数vgpu/wgsl-std/colorsRGB 转换、亮度、曝光、色调映射vgpu/wgsl-std/sampling低差异序列采样Vogel 圆盘、Hammersleyvgpu/wgsl-std/math/constants区间重映射、安全归一化、π 等常量四大核心模块逐个看1️⃣ noisePerlin、Simplex 与 Voronoi 三件套想要云、地形、雾、等离子体这类平滑场选梯度噪声vgpu/wgsl-std/noise/perlinperlin2d/3d加fbmPerlin2d/3d数学上保证输出恒在 (-1, 1)再也不用2.2 *这种玄学系数然后到处夹值vgpu/wgsl-std/noise/simplex更便宜、频率更高的兄弟实现fbmSimplex2d/3d同样幅值归一化vgpu/wgsl-std/noiseVoronoi 细胞噪声一次返回最近距离f1、次近距离f2和格子cellf2 - f1就是经典的细胞边缘图案。一个小技巧fBM 的octaves会被静默钳制在 [1, 16]gain钳制在 [0, 1]——即使 uniform 传进垃圾值也不会把 GPU 挂死这对新手非常友好。2️⃣ hash着色器里的确定性随机数GPU 上没有掷骰子只有确定性哈希。hash 模块 提供完整工具链hashU32基于 Wellons lowbias32 的整数哈希pcg2d/pcg3d多输出 PCG 风格向量哈希专给格子坐标用2D/3D 各返回去相关的多个分量省得再调用多次unitFloat把u32哈希位稳定映射到[0, 1)且永远不返回 1.0hash1/2/3浮点种子版一个函数直接拿到单位区间内的小数。典型用法——给每个格子一个稳定的随机值注意用bitcast处理格子坐标import { pcg3d, unitFloat } from vgpu/wgsl-std/hash; fn cellRandom(cell: vec3i) - f32 { return unitFloat(pcg3d(bitcastvec3u(cell)).x); }官方文档还特别提醒做格子噪声时优先用整数坐标哈希别用sin/fract式的浮点哈希——精度陷阱少一个是一个。3️⃣ colorsRGB、曝光与色调映射一步到位色彩管线里最容易被写错的就是传递函数。color 模块 覆盖了非 PBR 场景的全部刚需函数作用srgbToLinear3/4、linearToSrgb3/4标准 IEC/sRGB 分段转换不自动夹值安全可控luminanceRec.709 相对亮度(0.2126, 0.7152, 0.0722)记得传线性光颜色applyExposure按档/EV曝光1.0翻倍、-2.0变 1/4tonemapAces/tonemapReinhard常用色调映射ACES 用 Narkowicz 拟合luminanceThreshold亮度阈值提取——做Bloom的高光通道就靠它一条完整的调色链只有三行import { srgbToLinear3, applyExposure, tonemapAces, linearToSrgb3 } from vgpu/wgsl-std/color; fn grade(srgb: vec3f, ev: f32) - vec3f { return linearToSrgb3(tonemapAces(applyExposure(srgbToLinear3(srgb), ev))); }模块刻意不做 PBR 和默认显示管线——显示转换由你自己决定这正是标准库该有的分寸感。4️⃣ sampling低差异序列告别手写采样数学蒙特卡洛积分、光斑光斑Bokeh、模糊核……都需要在圆盘或单位正方形里均匀撒点。sampling 模块 一次给齐goldenAngle黄金角常量f32 精度2.3999631vogelDisk(index, count, phi)Vogel 螺旋圆盘采样点向日葵螺旋那个模型phi可整体旋转图案radicalInverseVdc(bits)基数 2 Van der Corput 逆向位串处理了 f32 舍入到 1.0 的边界hammersley2d(index, count)经典Hammersley 点集光照估计的老朋友。过去你要手写一整段还容易在count 0时除零现在一行导入搞定。文档中附了 before/after 对照对比非常直观。实战避坑三条性能与正确性建议remap 而不是 saturatePerlin/Simplex 的值域是 (-1, 1) 且标准差只有 0.26~0.53直接saturate会丢掉整整一半信号。正确姿势是用 math 模块 的remap把你关心的区间映射到 [0, 1]固定核提前算vogelDisk每次调用含sqrt/cos/sin若每个像素都要用同一组点把它预计算到 buffer 里未使用的导入会被裁掉resolveShader()会做声明级死代码消除import多了也不会白白进 bundle可以放心按模块整体引入。场景速查我该 import 哪个模块你想做的效果推荐模块关键函数云、雾、烟雾noise/perlin 或 noise/simplexfbmPerlin3d、fbmSimplex3d地形山脊noise/perlinperlin3d 每八度(1-abs(n))²细胞/龟裂纹noisevoronoi2d用f2 - f1取边缘像素抖动、每格随机hashhash2、pcg3dunitFloatHDR 调色、BloomcolortonemapAces、luminanceThreshold光照采样、模糊核samplinghammersley2d、vogelDisk进一步阅读总览与子路径表packages/wgsl-std/README.md各模块 API 文档含公式、参数表、边界说明src/color/index.docs.md、src/hash/index.docs.md、src/noise/perlin/index.docs.md、src/noise/simplex/index.docs.md、src/sampling/index.docs.md数值验证测试tests/ 目录下的perlin.test.ts、sampling.test.ts、color.test.ts等对新手来说vgpu/wgsl-std的价值不在多高级而在于你第一次写着色器时那些数学细节已经被验证过了。把省下的时间花在画面本身才是学 WebGPU 的正解 【免费下载链接】vgpuModular cross-runtime WebGPU library for shaders, 3D scenes, GPU tensors, neural networks, and math viz项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/vgpu/vgpu创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考