一、序言

這是一段關(guān)于瀏覽器與3D的 "進(jìn)化簡史"，也是一個(gè)關(guān)于如何讓虛擬世界在指尖流動(dòng)的漫長故事。

曾幾何時(shí)，要在那個(gè)方寸之間的瀏覽器窗口中構(gòu)建一個(gè)立體的、交互的、沉浸的數(shù)字世界，近乎是一種奢望。開發(fā)者們不得不依賴各種脆弱的插件，在性能的懸崖邊舞蹈，或是在一個(gè)背負(fù)著沉重歷史包袱的圖形接口上艱難求索。從驚艷一時(shí)卻終將消逝的Flash黃金時(shí)代，到為瀏覽器真正 "點(diǎn)亮"3D卻力不從心的WebGL，我們見證的不僅僅是技術(shù)的迭代，更是一場為爭奪 "下一代互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)" 的基礎(chǔ)設(shè)施之戰(zhàn)。

這背后，是芯片算力的狂飆突進(jìn)，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對隨時(shí)隨地沉浸體驗(yàn)的渴望，更是人類永不滿足的想象力：渴望在網(wǎng)頁中直接觸摸逼真的三維設(shè)計(jì)，進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)模擬，甚至運(yùn)行龐大的人工智能模型。瀏覽器，這個(gè)我們最熟悉的互聯(lián)網(wǎng)入口，必須變得更強(qiáng)。

而這一切的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，始于2017年一次破釜沉舟的會(huì)議，一個(gè)名為WebGPU的大膽構(gòu)想被正式提出。它不再是對過去的修補(bǔ)，而是一次面向未來的徹底重構(gòu)。今天，當(dāng)我們回顧這段從構(gòu)想到無處不在的八年征程，看到的是一部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)奏曲，一次產(chǎn)業(yè)力量的罕見對齊，以及一個(gè)屬于 Web 的全新立體時(shí)代的真正黎明。

現(xiàn)在，就讓我們回到起點(diǎn)，穿越時(shí)光，重溫瀏覽器3D能力從無到有、從有到強(qiáng)的波瀾壯闊之路。

二、Flash時(shí)期

2008 年之前，瀏覽器曾經(jīng)擁有過一段短暫而絢爛的 "3D黃金時(shí)代"，實(shí)現(xiàn)方案主要依靠Adobe Flash。在這前后，涌現(xiàn)了一大批諸如Papervision3D、Away3D和Sandy 3D等在內(nèi)的優(yōu)秀開源 Flash 3D 引擎橫空出世。

2009 年至 2011 年，F(xiàn)lash Player 11 引入了Stage3D，提供接近 DirectX 9 / OpenGL ES 2.0的低級(jí)GPU API，部分3D游戲引擎巨頭，比如Unity 3D、Unreal Engine 3都曾推出Flash導(dǎo)出插件。

在 Flash 最輝煌時(shí)期，瀏覽器中充斥著大量基于Flash的動(dòng)畫視頻、3D游戲與交互廣告等等。2011 年左右，全球約98%的桌面瀏覽器都裝有Flash。

不過，F(xiàn)lash也有嚴(yán)重的短板，主要依靠CPU運(yùn)行，而不是顯卡，這導(dǎo)致渲染3D極為耗資源，遇到稍微復(fù)雜一點(diǎn)的3D應(yīng)用，CPU經(jīng)常處于接近滿載的狀態(tài)。在PC上，這個(gè)問題還勉強(qiáng)可以接受，但是到了2010年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開始普及的階段，這個(gè)短板就非常突出了。

如果在移動(dòng)設(shè)備上采用 Flash 3D 方案，存在以下三個(gè)嚴(yán)重的負(fù)面后果：1、卡頓，因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備的性能肯定不如 PC，F(xiàn)lash 3D 內(nèi)容在 PC 上運(yùn)行都很吃力。2、導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，影響續(xù)航，因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備主要采用電池供電。3、安全問題，F(xiàn)lash 高危漏洞頻發(fā)。

正是基于這種情況，喬布斯堅(jiān)決拒絕了在蘋果移動(dòng)生態(tài)中采用 Flash，從此 Flash 光環(huán)不再，開始走下坡路，逐步退出了歷史的舞臺(tái)。

三、2011–2016：WebGL 時(shí)代的艱難曙光

Flash 倒下的同一年，Web 迎來了真正的原生希望 WebGL，該方案直接在瀏覽器中運(yùn)行，無需安裝任何第三方插件。

2011 年 3 月，WebGL 1.0 正式發(fā)布（基于 OpenGL ES 2.0），2014 年，Google Maps 全面切換到 WebGL 渲染，2015–2016年，Three.js、Babylon.js、PlayCanvas 等現(xiàn)代 Web 3D 引擎崛起，2017 年，WebGL 2.0（基于 OpenGL ES 3.0）正式發(fā)布。

盡管如此，WebGL 從誕生之日起就背負(fù)著沉重的歷史包袱，也有很多問題和短板：

1、設(shè)計(jì)過于保守，為了兼容2010年的手機(jī)GPU，只能基于早已過時(shí)的 OpenGL ES。2、缺少計(jì)算著色器（Compute Shader），無法實(shí)現(xiàn)真正的GPGPU。3、驅(qū)動(dòng)兼容性噩夢，尤其是 Windows 上的 ANGLE 層導(dǎo)致無數(shù)黑屏與性能陷阱。4、狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)導(dǎo)致性能極度不可預(yù)測，比如會(huì)出現(xiàn)同樣的代碼在這臺(tái)電腦可實(shí)現(xiàn) 200 FPS，在另一臺(tái)只能達(dá)到 15 FPS 的情況。

因此，整體而言，WebGL 的情況也非常尷尬，雖然讓瀏覽器重新?lián)碛辛?3D，卻始終停留在 "勉強(qiáng)能跑，很不理想" 的尷尬境地，WebGL 只是讓瀏覽器 "勉強(qiáng)跟得上 2010 年的手機(jī)"，卻永遠(yuǎn)追不上 2020 年的桌面 GPU。

四、2017 年：歷史在沉默中轉(zhuǎn)型

正是 WebGL 2.0 發(fā)布的那一年，幾個(gè)瀏覽器工程師在會(huì)議室里做出了一個(gè)大膽決定："我們不能再修修補(bǔ)補(bǔ)了，應(yīng)該直接跳到Vulkan、Metal、DX12的時(shí)代，我們要讓瀏覽器擁有真正的現(xiàn)代 GPU，而不是永遠(yuǎn)活在十年前。"

至此，WebGPU 的故事正式開始了。

五、WebGPU發(fā)展史

2017年1月，蘋果工程師Dean Jackson 在 BlinkOn大會(huì)上首次公開提出了 "NVIDIA-style low-level API for the Web" 的概念。

2017年2月，Google Chrome 團(tuán)隊(duì)在 W3C GPU for the Web Community Group 中正式提交了 WebGPU 最初提案。其目標(biāo)非常明確：徹底取代 WebGL 1.0/2.0，設(shè)計(jì)一個(gè)建立在 Vulkan、Metal、DX12之上的現(xiàn)代、低開銷和跨平臺(tái)GPU API，并支持圖形渲染和通用GPU計(jì)算（Compute）

1、2018–2019 年：三大原型誕生，方向開始分化

蘋果團(tuán)隊(duì)開發(fā)了 WebMetal（僅 Safari 內(nèi)部實(shí)驗(yàn)），Google 推出 Dawn（C++ 實(shí)現(xiàn)的 Vulkan/Metal/DX12 跨平臺(tái)層），Mozilla 開發(fā)wgpu（Rust 實(shí)現(xiàn)的 WebGPU 實(shí)現(xiàn)）。

2、Chrome 113首次支持

2021 年 3 月 1 日是歷史性一刻，Chrome 113 首次在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志后啟用WebGPU，Chrome成為第一個(gè)支持WebGPU的主流瀏覽器，但該功能不是默認(rèn)開啟的，需要用戶手動(dòng)開啟。

同年，WebGPU 正式進(jìn)入 W3C First Public Working Draft 階段

3、2022 年：三大引擎全部站隊(duì)

Firefox Nightly 開啟 WebGPU 支持（基于 wgpu），Safari Technology Preview 加入實(shí)驗(yàn)性支持，三家瀏覽器廠商首次在同一張時(shí)間表上同步推進(jìn)。

4、2023年：真正可用的一年

2023 年 4 月，Chrome 113 正式穩(wěn)定版默認(rèn)啟用 WebGPU（全球第一個(gè)）。2023 年 8 月，WebGPU + WGSL 正式成為 W3C 推薦標(biāo)準(zhǔn)（REC）。同年，Three.js、Babylon.js、PlayCanvas 等主流 Web3D 引擎發(fā)布 WebGPU 渲染器。

5、2024 年：生態(tài)爆發(fā)與最后堡壘倒下

Firefox 127（2024 年 6 月）正式默認(rèn)啟用 WebGPU，Safari 18（2024 年 9 月，隨 macOS Sequoia /iOS 18發(fā)布）在macOS 和iOS上默認(rèn)開啟WebGPU，微軟Edge隨Chrome節(jié)奏同步開啟。

6、2025 年：全面勝利，無處不在

2025 年 6 月，Chrome Android 正式默認(rèn)開啟WebGPU，2025年9月，Safari 19將WebGPU擴(kuò)展到visionOS，即Apple Vision Pro原生支持。

2025年11月，WebGPU在以下平臺(tái)全部默認(rèn)開啟，無需用戶進(jìn)行任何手動(dòng)操作，主要涵蓋以下類別：

A、Chrome / Edge：Windows、macOS、Linux、ChromeOS、Android;;

B、Firefox：Windows、macOS、Linux、Android（進(jìn)行中）；

C、Safari：macOS、iOS、iPaOS、visionOS。

至此，3D 應(yīng)用開發(fā)者第一次可以只寫一套WebGPU代碼，就覆蓋全球95%以上的桌面與移動(dòng)瀏覽器。

六、筆者總結(jié)

從 2017 年一個(gè)激進(jìn)的想法，到 2025 年成為瀏覽器標(biāo)配，WebGPU用8年時(shí)間完成了WebGL從 2006 年提出到 2011 年普及花了5年卻依然局限的全部使命。

它不再是 "WebGL 的升級(jí)版"，而是第一個(gè)真正現(xiàn)代的、計(jì)算統(tǒng)一的、跨所有瀏覽器引擎的GPU 接口；第一個(gè)讓瀏覽器原生性能接近桌面應(yīng)用的圖形與計(jì)算API；第一個(gè)讓 "在瀏覽器里跑大模型"、"在瀏覽器里玩3A游戲" 等愿望從夢想變成了可能，因此意義非凡。

目前，各大主流瀏覽器對WebGPU的技術(shù)支持已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)，預(yù)計(jì)在未來數(shù)年，各種基于WebGPU技術(shù)的3D應(yīng)用或內(nèi)容將呈井噴之勢，全面普及，永遠(yuǎn)相信美好的事情即將發(fā)生。