Использование языка шейдеров WebGL (GLSL) для произвольной векторной математики в JavaScript

Язык шейдеров WebGL (GLSL) - очень мощный инструмент для многомерной векторной математики.

Есть ли возможность использовать эту мощь из JavaScript (работает в веб-браузере) для частных не-3D-вычислений? Получение данных возможно, но есть ли способ получить данные из JavaScript после выполнения шейдерных вычислений?

Никакой фактический чертеж не нужен, только вычисление векторов. (Я играю с идеей аппаратного ускоренного симулятора силы тяжести, написанного на JavaScript.)

Спасибо!

В новостях: Khronos, похоже, разрабатывает WebCL, который будет доступной для JavaScript версией OpenCL. Это именно то, что я ищу, но это займет некоторое время...

Ответы

Ответ 1

Насколько я могу видеть из spec, WebGL поддерживает объекты фреймбуфера и операции чтения. Этого достаточно для преобразования данных и их возврата в клиентское пространство. Ниже приведена последовательность операций:

  • Создайте FBO с буферами визуализации приложений, которые вам нужны для хранения результата; связать его
  • Загрузите все входные данные в текстуры (одного размера).
  • Создайте шейдер обработки GLSL, который будет выполнять исчисление внутри части фрагмента, считывая входные данные из текстур и записывая вывод в целевые рендерингы; связать его
  • Нарисуйте квад; прочитайте буферы визуализации через glReadPixels.

Ответ 2

Получение всплывающих окон из шейдера в браузере на самом деле довольно просто, ограничение - 1 float на пиксель.

Преобразуем 4 ints в 1 float (r: int, g: int, b: int, a: int) → (rgba: float).

Спасибо IEEE

float random(vec2 seed) { 
    return fract(cos(mod(123456780., 1024. * dot(seed / time, vec2(23.1406926327792690, 2.6651441426902251))))); 
}
float shift_right(float v, float amt) { 
    v = floor(v) + 0.5; return floor(v / exp2(amt)); 
}
float shift_left(float v, float amt) { 
    return floor(v * exp2(amt) + 0.5); 
}
float mask_last(float v, float bits) { 
    return mod(v, shift_left(1.0, bits)); 
}
float extract_bits(float num, float from, float to) { 
    from = floor(from + 0.5); to = floor(to + 0.5); 
    return mask_last(shift_right(num, from), to - from); 
}
vec4 encode_float(float val) { 
    if (val == 0.0) return vec4(0, 0, 0, 0); 
    float sign = val > 0.0 ? 0.0 : 1.0; 
    val = abs(val); 
    float exponent = floor(log2(val)); 
    float biased_exponent = exponent + 127.0; 
    float fraction = ((val / exp2(exponent)) - 1.0) * 8388608.0; 
    float t = biased_exponent / 2.0; 
    float last_bit_of_biased_exponent = fract(t) * 2.0; 
    float remaining_bits_of_biased_exponent = floor(t); 
    float byte4 = extract_bits(fraction, 0.0, 8.0) / 255.0; 
    float byte3 = extract_bits(fraction, 8.0, 16.0) / 255.0; 
    float byte2 = (last_bit_of_biased_exponent * 128.0 + extract_bits(fraction, 16.0, 23.0)) / 255.0; 
    float byte1 = (sign * 128.0 + remaining_bits_of_biased_exponent) / 255.0; 
    return vec4(byte4, byte3, byte2, byte1); 
}

Использование:

Shader:

outputcolor = encode_float(420.420f);

JavaScript:

// convert output to floats
output = new Float32Array(output.buffer);

Ответ 3

Да, это выполнимо - есть старая демонстрация (может потребоваться некоторые настройки, чтобы заставить ее работать над спецификацией 1.0 WebGL) Aaron Babcock здесь.