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WebGPU 渐变渲染性能对比 - GPU vs CPU 绘制

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WebGPU 渐变渲染性能对比

GPU Shader 渲染 vs CPU Canvas 2D 渐变 — 实时性能对决

检测中...
性能对比： --
GPU -- FPS CPU -- FPS
GPU · WebGPU Shader
--
FPS
-- ms
CPU · Canvas 2D API
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FPS
-- ms
WebGPU 不可用

您的浏览器不支持 WebGPU API。

请使用 Chrome 113+、Edge 113+ 或 Safari 17+ 以启用 GPU 渲染对比。

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常见问题与知识点
GPU 拥有数千个并行处理核心，可以同时计算数百万个像素的颜色值。WebGPU Shader 在 GPU 上以大规模并行方式执行，每个像素独立计算渐变颜色。Canvas 2D API 虽然在现代浏览器中也得到 GPU 加速，但渐变计算路径更长，涉及更多的 CPU-GPU 通信开销。在高分辨率（如 4K）下，GPU 的并行优势尤为明显，帧率可保持在 60FPS，而 CPU 方案可能骤降至个位数。
WebGPU 是新一代 Web 图形 API，为浏览器提供对现代 GPU 的低级访问。相比 WebGL（基于 OpenGL ES），WebGPU 支持计算着色器、更高效的命令记录、更低的驱动开销，并原生支持 GPU 的并行计算能力。WebGPU 使用 WGSL 着色语言，专为 Web 安全设计。目前 Chrome 113+、Edge 113+、Safari 17+ 已正式支持。
线性渐变计算最简单——只需沿一个方向插值颜色；径向渐变需要计算像素到中心点的距离（涉及平方根运算），稍微复杂；锥形渐变需要计算角度（使用 atan2），在 CPU 上成本最高。但在 GPU Shader 中，这些数学运算都有硬件加速，三者性能差距微乎其微，都能轻松达到 60FPS。
在 GPU Shader 中，颜色停止点数量增加只会略微增加片段着色器中的循环次数，对整体性能影响极小（通常 < 1%）。而在 Canvas 2D 中，虽然 API 层面添加停止点很快，但复杂渐变可能触发更昂贵的渲染路径。本工具支持 3 到 12 个颜色停止点，您可以实时切换观察帧率变化。
FPS（每秒帧数）：60FPS 为流畅标准，30FPS 可接受，低于 15FPS 会明显卡顿。帧时间（ms）：每帧渲染耗时。60FPS 对应约 16.7ms/帧。如果帧时间超过 50ms，动画将明显不连贯。在高分辨率（4096×4096）下，GPU 通常保持在 60FPS（~16ms），而 CPU 可能降至 2-5FPS（200-500ms），差距可达 30 倍以上。
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