Leistungsvergleich zwischen WebGL und WebGPU in Webapplikationen unter Verwendung von React Three Fiber
Bachelorarbeit M. Geck
Die digitale Transformation und der Fortschritt in der Grafikkartentechnologie haben die Möglichkeiten zur Darstellung von 3D-Inhalten im Web maßgeblich erweitert. Seit 2011 hat sich WebGL als offizieller Webstandard des World Wide Web Consortium (W3C) etabliert, der interaktive 3D-Szenarien direkt im Browser ermöglicht. Trotz der bewährten Funktionalität und breiten Browserunterstützung ist die grundlegende Architektur von WebGL seit seiner Einführung weitgehend konstant geblieben – ein Umstand, der gerade angesichts der signifikanten Leistungssteigerungen moderner Grafikprozessoren, welche durch höhere Rechenleistung und optimierte Renderprozesse auf sich aufmerksam machen, zunehmend ins Gewicht fällt. Diese Entwicklungen im Hardwarebereich ermöglichen der Low-Level-API WebGPU einen neuen Ansatz, der durch direkten Zugang zur Grafik-Hardware nicht nur komplexere, sondern auch visuell anspruchsvollere 3D-Inhalte in Echtzeit darstellen kann.
Ziel der geplanten Bachelorarbeit ist es, einen Vergleich zwischen WebGL und WebGPU zu erstellen, um klar aufzuzeigen, in welchen Punkten sich diese Technologien unterscheiden und welche Vor- und Nachteile sich daraus ergeben. Dazu werden verschiedene 3D-Szenen entwickelt, die es ermöglichen sollen, wesentliche Parameter wie Framerate, Lade- und Renderzeiten objektiv zu messen und miteinander vergleichen zu können. Dabei kommt React Three Fiber zum Einsatz, eine auf React basierende Bibliothek, die sowohl mit WebGL als auch mit WebGPU kompatibel ist und die Implementierung interaktiver 3D-Inhalte innerhalb einer auf Komponenten basierenden Websitestruktur ermöglicht. Dies erlaubt nicht nur eine fundierte Performance-Messung im Vergleich zu WebGPU, sondern auch eine praxisorientierte Bewertung der Usability und Entwicklungsprozesse mit beiden APIs.
Im Fokus der Untersuchungen steht dabei die Frage, ob die hardwarenahe API WebGPU angesichts der stark veränderten Architektur und erhöhten Leistung moderner Grafikkarten einen wesentlichen Performancevorteil gegenüber der weit verbreiteten High-Level-API WebGL bietet. Außerdem soll ermittelt werden, inwiefern der bereits etablierte Webstandard WebGL weiterhin verwendet werden sollte, besonders in Bezug auf Stabilität und Kompatibilität.
Die Ergebnisse sollen als Entscheidungsgrundlage für potenzielle Kunden dienen und als überzeugendes Akquise-Tool die tatsächlichen Vorteile der neuen Technologie veranschaulichen. Damit wird nicht nur der technische Diskurs über die beiden APIs bereichert, sondern auch ein pragmatischer Beitrag zur Optimierung moderner Webapplikations-Workflows geleistet.