[FR]: 关于webgpu模拟双精度问题

[GGBond-GIS]

WebGIS大地坐标系统

在常规的gis引擎中需要双精度来准确的描述地理信息,在webgpu中没有双精度;
在低级别中对精度要求不高的情况:

在高级别中对精度要求较高的情况:

[lslzl3000]

这个可以去 webgpu 的 repo 反馈，按照目前 webgpu 的社区反馈可能暂时不会规划支持，主要是一些设备和平台不支持64位双精度浮点数，作为一个统一的web的标准，webgpu 官方尽量想规避因为设备和系统带来的差异，但未来是有可能以extension的形式支持
我们目前也在观望，暂时不打算对这部分做支持，通过算法模拟双精度性能不会太好，而且额外的gpu消耗也非常大
比起在webgpu层面支持双精度，通过应用层面去处理精度问题更灵活一些。一些常用的处理方案可以有效规避数据抖动和精度问题，比如：

1. 由 js 统一处理成float32再传入wgsl 可以有效消除数据抖动的问题;
2. 手动将float64转换成2个float32来存储
3. 对于gis类应用，可以引入相对偏差数值/offset 数据作为参考系，一个f32数据足以表达精度

这个 issues 可以保持 open，看看 webgpu 未来支持情况如何

[JingwenBai]

这个问题很多人都有反馈过，而且也应该是有一些解决方案的。目前来看最好的办法是webgpu官方来支持这种特性。不过针对于我们的场景，应该是可以有一些特定的解决方法的。

咱们是否可以更详细的描述一下具体使用场景和需求，哪些功能必须要双精度来支持，如果没有双精度会出现什么样的问题。我们可以针对具体的问题，再做进一步分析和讨论~

目前单纯从issue中的截图效果来看，世界地图的精度下，可以正常显示地图信息。但是到了街道地图的精度下，所有的道路和建筑边缘会因为精度不够的问题，造成了边缘“弯曲”的效果。不知道是否这样理解呢?

[lslzl3000]

这个问题很多人都有反馈过，而且也应该是有一些解决方案的。目前来看最好的办法是webgpu官方来支持这种特性。不过针对于我们的场景，应该是可以有一些特定的解决方法的。

咱们是否可以更详细的描述一下具体使用场景和需求，哪些功能必须要双精度来支持，如果没有双精度会出现什么样的问题。我们可以针对具体的问题，再做进一步分析和讨论~

目前单纯从issue中的截图效果来看，世界地图的精度下，可以正常显示地图信息。但是到了街道地图的精度下，所有的道路和建筑边缘会因为精度不够的问题，造成了边缘“弯曲”的效果。不知道是否这样理解呢?

gis中渲染的都是一个一个瓦片/格子，由于js里是f64双精度数据，直接传入gpu计算会造成精度丢失，造成每个瓦片/格子位置发生轻微错位，大地图上精度不高，丢失了也基本看不出来，但缩放级别高了，一点点精度就比较明显了，会出现渲染抖动和错位

所谓模拟f64，可以牺牲显存，将f64转换成2个f32来存储传入gpu，除此之外还需要配合额外wgsl算法去实现用2个高低位f32计算f64的过程，性能和显存消耗都比较大

比起这种模拟形式，我上面回复也提到了，这个问题可以通过js层面统一先处理成f32后再传入gpu，可以有效避免抖动和错位问题

如果要求精度不丢失，可以通过在js应用层面先将gis坐标处理成一种相对差值坐标系，就是每个瓦片只传递相对位置差值，这样一个f32的精度也足够表达原始f64的位置信息

[JingwenBai]

内部讨论的结果是，引擎层次可以针对于类似于GIS的场景或者其他对于数字精度要求比较高，以及大数场景做一些特殊的能力支持。

我们需要更多的时间来评估，用什么方案来处理更加合理，也总结出了以下方法，大家可以多给建议：

1. JS层做坐标系转换，通过差值的方式来实现提高精度的效果
2. JS层统一把64位精度全部转换成32位精度
3. 在WGSL层做拼接计算处理

[GGBond-GIS]

内部讨论的结果是，引擎层次可以针对类于GIS的场景或者其他者针对数字精度要求比更高，以及大数据场景做一些特殊的能力支持。

我们需要更多的时间来评价，用什么方法来处理更合理，也总得出了以下方法，大家可以多给建议：

1. JS层做坐标系转换，通过差值的方式来实现现代提高度的效果
2. JS层统一把64位精度全部转换成32位精度
3. 在WGSL层做拼接计算处理

是否可以提供一个demo类似这种
https://prideout.net/emulating-double-precision

[lslzl3000]

内部讨论的结果是，引擎层次可以针对类于GIS的场景或者其他者针对数字精度要求比更高，以及大数据场景做一些特殊的能力支持。
我们需要更多的时间来评价，用什么方法来处理更合理，也总得出了以下方法，大家可以多给建议：

1. JS层做坐标系转换，通过差值的方式来实现现代提高度的效果
2. JS层统一把64位精度全部转换成32位精度
3. 在WGSL层做拼接计算处理

是否可以提供一个demo类似这种 https://prideout.net/emulating-double-precision

ok，这个例子就是在 shader 里做 f64 的拼接处理，把一个 f64 处理成两个高低位 f32 来做拼接运算，您是希望能用 wgsl 来做一个类似处理是吗？

[GGBond-GIS]

内部讨论的结果是，引擎层次可以针对类于GIS的场景或者其他者针对数字精度要求比更高，以及大数据场景做一些特殊的能力支持。
我们需要更多的时间来评价，用什么方法来处理更合理，也总得出了以下方法，大家可以多给建议：

1. JS层做坐标系转换，通过差值的方式来实现现代提高度的效果
2. JS层统一把64位精度全部转换成32位精度
3. 在WGSL层做拼接计算处理

是否可以提供一个demo类似这种 https://prideout.net/emulating-double-precision

ok，这个例子就是在 shader 里做 f64 的拼接处理，把一个 f64 处理成两个高低位 f32 来做拼接运算，您是希望能用 wgsl 来做一个类似处理是吗？

是的我希望有一个orillusion做的demo

[Davidyanlong]

https://juejin.cn/post/6983883016128954381

[Davidyanlong]

一些地图使用泰勒展开式

[orillusion-admin]

精度问题是一个我们一直关注的问题，正在尝试不同方式解决，希望持续讨论！