<!-- 代码功能和技术点分析
一、核心功能概述
这是一个基于Three.js WebGPU的帧差异视觉特效演示程序。程序创建了一个3D场景，其中包含一个旋转的纹理立方体，并通过实时比较连续帧之间的像素差异来动态调整画面的色彩饱和度。

主要功能流程：
3D场景渲染：

创建一个带有纹理的立方体

设置透视相机和轨道控制器

添加雾效增强视觉深度感

帧差异检测：

每一帧渲染时，系统会保存当前帧和上一帧的图像数据

计算两帧之间每个像素的差异（RGB值差的绝对值）

将差异值转换为亮度信息

动态饱和度调节：

根据帧差异的亮度值动态调整画面饱和度

变化越大的区域饱和度越高（颜色更鲜艳）

变化小的区域保持原有饱和度

实时交互：

用户可以通过鼠标/触摸旋转、缩放视角

可调节立方体旋转速度

实时查看帧差异效果

二、主要技术点
1. WebGPU渲染技术
现代图形API：替代WebGL的下一代Web图形API

硬件加速：更好的多线程支持和GPU利用率

显式内存管理：更精细的GPU资源控制

计算着色器支持：适合复杂的图像处理

2. Three.js TSL（Three.js着色器语言）
声明式着色器编程：在JavaScript中直接编写着色器代码

节点化系统：通过连接节点构建渲染管线

实时编译：着色器代码在运行时编译

示例使用的关键TSL函数：

javascript
pass()        // 创建渲染通道
luminance()   // 计算颜色亮度
saturation()  // 调整颜色饱和度
3. 帧差异算法实现
javascript
// 核心算法代码
const frameDiff = previousTexture.sub( currentTexture ).abs();
const saturationAmount = luminance( frameDiff ).mul( 1000 ).clamp( 0, 3 );
postProcessing.outputNode = saturation( currentTexture, saturationAmount );
数学运算：向量减法 → 绝对值 → 亮度转换

参数调节：乘以1000放大微小差异 → 限制在0-3范围

效果应用：基于差异值调整饱和度

4. 后处理管线（Post-Processing Pipeline）
text
原始场景渲染 → 帧缓存 → 差异计算 → 饱和度调节 → 最终输出
多步骤处理：渲染和处理分离

纹理缓冲：保存前一帧数据用于比较

实时处理：每帧都应用效果，无延迟

5. 时间管理和动画系统
THREE.Timer：精确的时间计算

getDelta()：获取帧时间差，确保动画速度与帧率无关

动画循环：renderer.setAnimationLoop()

6. 交互控制系统
OrbitControls：完整的3D相机控制

阻尼效果：自然的相机移动惯性

边界限制：防止相机过近或过远

7. 模块化开发
ES6模块系统：import/export语法

Import Maps：浏览器原生模块路径映射

按需导入：只导入需要的功能模块

8. 调试和可视化工具
Inspector：内置的Three.js调试面板

实时参数调整：通过GUI控制旋转速度

热重载支持：参数变化立即生效

三、技术架构亮点
1. 渲染管线设计
text
CPU端（JavaScript）
   ↓
WebGPU命令缓冲区
   ↓
GPU端（着色器执行）
   ↓
帧缓冲区A（当前帧）
   ↓
帧缓冲区B（上一帧）
   ↓
差异计算着色器
   ↓
饱和度调整着色器
   ↓
屏幕输出
2. 性能优化特性
GPU并行计算：像素级别的并行处理

纹理重用：避免重复的内存分配

最小化CPU-GPU数据传输

自动适应设备像素比

3. 跨平台兼容性
自动检测WebGPU支持

优雅降级策略（如有需要）

响应式布局适应不同屏幕

四、应用场景和扩展方向
潜在应用场景：
运动检测可视化：监控画面变化区域

艺术效果生成：基于运动的抽象艺术

游戏特效：角色动作反馈效果

数据可视化：时序数据变化显示

视频处理：实时视频滤镜效果

技术扩展方向：
添加更多后处理效果：模糊、发光、色彩分级

多通道渲染：分离不同对象的差异检测

机器学习集成：使用WebML进行智能分析

体积渲染效果：3D数据集的差异可视化

实时视频输入：处理摄像头视频流 -->


<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
	<head>
		<!-- 页面标题：显示在浏览器标签页上的文字 -->
		<title>Three.js WebGPU 示例 - 帧差异视觉特效</title>
		
		<!-- 字符编码设置：指定文档使用的字符编码为UTF-8，支持中文和多语言字符 -->
		<meta charset="utf-8">
		
		<!-- 
			视口(viewport)元标签：
			- width=device-width: 设置视口宽度等于设备宽度
			- user-scalable=no: 禁止用户手动缩放页面
			- minimum-scale=1.0: 最小缩放比例为1.0
			- maximum-scale=1.0: 最大缩放比例为1.0
			这些设置确保页面在移动设备上正确显示且不会缩放
		-->
		<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, minimum-scale=1.0, maximum-scale=1.0">
		
		<!-- 
			引入外部CSS样式表：
			- type="text/css": 指定链接资源类型为CSS样式表
			- rel="stylesheet": 定义当前文档与链接资源的关系为样式表
			- href="example.css": 指定外部CSS文件的路径
			这个样式表包含页面的布局、颜色、字体等视觉样式
		-->
		<link type="text/css" rel="stylesheet" href="example.css">
	</head>
	<body>

		<!-- 
			信息展示区域：
			id="info"：为这个div元素指定一个唯一的id，便于CSS和JavaScript选择操作
			这个区域包含页面标题、链接和描述信息
		-->
		<div id="info">
			<!-- 
				Three.js官方链接（以logo形式呈现）：
				- href="https://threejs.org/": 点击后跳转到Three.js官方网站
				- target="_blank": 在新标签页中打开链接
				- rel="noopener": 安全设置，防止新页面访问原页面的window对象
				- class="logo-link": CSS类名，通常用于设置背景图片显示Three.js logo
			-->
			<a href="https://threejs.org/" target="_blank" rel="noopener" class="logo-link"></a>

			<!-- 标题包装容器：用于组织和样式化标题内容 -->
			<div class="title-wrapper">
				<!-- Three.js文字链接：可点击的Three.js官网链接 -->
				<a href="https://threejs.org/" target="_blank" rel="noopener">Three.js</a>
				<!-- 当前示例名称：显示示例的具体功能描述 -->
				<span> - 帧差异特效</span>
			</div>

			<!-- 
				示例描述：
				<small>标签表示旁注或小字内容，通常显示为较小的字体
				描述本示例的核心功能：根据帧间差异调整对象色彩饱和度
			-->
			<small>本示例展示基于WebGPU的帧差异视觉特效。对象的色彩饱和度会根据当前帧与上一帧的差异程度动态变化。</small>
		</div>

		<!-- 
			导入映射(Import Map)配置：
			type="importmap"：声明这是一个模块导入映射配置
			作用：定义JavaScript模块的别名和路径，简化模块导入语句
		-->
		<script type="importmap">
			{
				"imports": {
					"three": "../build/three.webgpu.js",
					"three/webgpu": "../build/three.webgpu.js",
					"three/tsl": "../build/three.tsl.js",
					"three/addons/": "./jsm/"
				}
			}
		</script>

		<!-- 
			主JavaScript模块：
			type="module"：声明这是一个ES6模块，支持import/export语法
			模块内的代码只在当前文档中有效，不会污染全局作用域
		-->
		<script type="module">

			// ==================== 模块导入部分 ====================
			
			// 导入Three.js核心库的WebGPU版本
			// * as THREE：将所有导出内容作为一个名为THREE的对象导入
			import * as THREE from 'three/webgpu';
			
			// 从TSL库中导入特定的着色器函数：
			// - pass: 创建渲染通道
			// - luminance: 计算颜色亮度
			// - saturation: 调整颜色饱和度
			import { pass, luminance, saturation } from 'three/tsl';

			// 导入轨道控制器：允许用户通过鼠标/触摸控制相机视角
			import { OrbitControls } from 'three/addons/controls/OrbitControls.js';

			// 导入调试检查器：提供图形化界面用于调试和参数调整
			import { Inspector } from 'three/addons/inspector/Inspector.js';

			// ==================== 参数配置对象 ====================
			
			// 存储示例的可调参数，这些参数可以通过调试面板修改
			const params = {
				speed: 0  // 立方体旋转速度，范围0-2，初始值为0（静止）
			};

			// ==================== 全局变量声明 ====================
			
			// 这些变量将在初始化函数中赋值，并在整个程序中访问
			let camera;          // 相机对象：定义观察3D场景的视角
			let renderer;        // 渲染器对象：负责将3D场景绘制到2D画布上
			let postProcessing;  // 后处理对象：管理渲染后的图像处理效果
			let timer;           // 计时器对象：精确的时间管理，用于动画计算
			let mesh;            // 网格对象：3D场景中的立方体
			let controls;        // 控制器对象：用户交互控制

			// ==================== 初始化调用 ====================
			
			// 页面加载完成后调用初始化函数，开始构建3D场景
			init();

			/**
			 * 初始化函数 - 整个3D应用的入口点
			 * 功能：
			 * 1. 创建WebGPU渲染器和HTMLCanvas元素
			 * 2. 设置相机、场景、光照
			 * 3. 创建立方体对象并应用纹理
			 * 4. 配置后处理效果（帧差异检测）
			 * 5. 设置用户交互控制器
			 * 6. 绑定事件监听器
			 * 7. 创建调试面板
			 */
			function init() {

				// ========== 1. 创建WebGPU渲染器 ==========
				
				// 实例化WebGPURenderer，这是Three.js的WebGPU后端渲染器
				renderer = new THREE.WebGPURenderer();
				
				// 设置设备像素比：匹配屏幕物理像素和CSS像素的比例
				// 防止在高DPI屏幕上出现模糊
				renderer.setPixelRatio( window.devicePixelRatio );
				
				// 设置渲染器尺寸为浏览器窗口的完整大小
				renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );
				
				// 设置动画循环函数：animate函数将在每一帧被调用
				// 这是requestAnimationFrame的Three.js封装
				renderer.setAnimationLoop( animate );
				
				// 创建并附加调试检查器到渲染器
				// 调试器允许实时查看和修改场景参数
				renderer.inspector = new Inspector();
				
				// 设置色调映射：控制HDR到LDR的颜色转换
				// NeutralToneMapping提供自然的颜色映射效果
				renderer.toneMapping = THREE.NeutralToneMapping;
				
				// 将渲染器的canvas元素添加到HTML文档的body中
				// 这是实际显示3D内容的HTML元素
				document.body.appendChild( renderer.domElement );

				// ========== 2. 创建透视相机 ==========
				
				// 创建透视相机：模拟人眼视角，近大远小
				camera = new THREE.PerspectiveCamera(
					50,                            // 视野角度(FOV)：垂直视角50度
					window.innerWidth / window.innerHeight, // 宽高比：匹配窗口比例
					1,                             // 近裁剪面：距离相机1个单位以内的物体不显示
					100                            // 远裁剪面：距离相机100个单位以外的物体不显示
				);
				// 设置相机初始位置：X=1, Y=2, Z=3
				camera.position.set( 1, 2, 3 );

				// ========== 3. 创建3D场景 ==========
				
				// 创建场景对象：所有3D对象的容器
				const scene = new THREE.Scene();
				
				// 添加雾效：模拟大气透视，增强深度感
				// 参数：颜色，近雾距离，远雾距离
				scene.fog = new THREE.Fog( 0x0487e2, 7, 25 );
				
				// 设置场景背景颜色（十六进制颜色值）
				scene.background = new THREE.Color( 0x0487e2 );

				// ========== 4. 创建计时器 ==========
				
				// 创建Three.js计时器：提供精确的时间管理
				timer = new THREE.Timer();
				// 连接计时器到文档：开始计时
				timer.connect( document );

				// ========== 5. 加载纹理贴图 ==========
				
				// 创建纹理加载器实例
				const texture = new THREE.TextureLoader().load( 'textures/crate.gif' );
				// 设置纹理色彩空间为sRGB：确保颜色在显示设备上正确显示
				texture.colorSpace = THREE.SRGBColorSpace;

				// ========== 6. 创建立方体几何体和材质 ==========
				
				// 创建立方体几何体：默认1x1x1单位立方体
				const geometry = new THREE.BoxGeometry();
				
				// 创建基础材质：不受光照影响的材质
				// 参数：{ map: texture } 表示使用加载的纹理作为颜色贴图
				const material = new THREE.MeshBasicMaterial( { map: texture } );

				// ========== 7. 创建网格对象 ==========
				
				// 将几何体和材质组合成网格对象
				mesh = new THREE.Mesh( geometry, material );
				// 将立方体添加到场景中
				scene.add( mesh );

				// ========== 8. 后处理系统配置 ==========
				
				// 创建后处理实例：管理渲染后的图像处理
				postProcessing = new THREE.PostProcessing( renderer );

				// 创建场景渲染通道：将场景渲染到纹理
				// pass()函数返回一个渲染通道节点
				const scenePass = pass( scene, camera );

				// 获取当前帧的纹理：刚刚渲染的场景图像
				const currentTexture = scenePass.getTextureNode();
				// 获取上一帧的纹理：之前渲染的场景图像
				const previousTexture = scenePass.getPreviousTextureNode();

				// 计算帧间差异：核心算法
				// 1. previousTexture.sub(currentTexture)：计算上一帧和当前帧的像素差值
				// 2. .abs()：取绝对值，确保差异值始终为正
				// 结果：差异越大，表示该像素区域变化越大
				const frameDiff = previousTexture.sub( currentTexture ).abs();

				/**
				 * 计算饱和度调节系数：基于帧差异动态调整
				 * 处理流程：
				 * 1. luminance(frameDiff)：将RGB差异转换为亮度值（0-1范围）
				 * 2. .mul(1000)：放大1000倍（因为帧差异通常很小，需要放大才能看到效果）
				 * 3. .clamp(0, 3)：限制在0-3范围内，防止过度饱和
				 * 原理：变化越大的区域，饱和度增加越多
				 */
				const saturationAmount = luminance( frameDiff ).mul( 1000 ).clamp( 0, 3 );

				/**
				 * 应用饱和度效果：
				 * saturation(当前纹理, 饱和度系数)
				 * 根据计算的saturationAmount调整当前帧的饱和度
				 * 变化大的区域更饱和（颜色更鲜艳），变化小的区域保持原样
				 */
				postProcessing.outputNode = saturation( currentTexture, saturationAmount );

				// ========== 9. 设置用户交互控制器 ==========
				
				// 创建轨道控制器：允许用户用鼠标/触摸控制相机
				controls = new OrbitControls( camera, renderer.domElement );
				// 设置相机最小距离：不能比2个单位更近
				controls.minDistance = 2;
				// 设置相机最大距离：不能比10个单位更远
				controls.maxDistance = 10;
				// 启用阻尼效果：相机移动有惯性，更自然
				controls.enableDamping = true;
				// 设置阻尼系数：0.01表示轻微的惯性
				controls.dampingFactor = 0.01;

				// ========== 10. 绑定窗口大小变化事件 ==========
				
				// 监听浏览器窗口大小变化事件
				// 当窗口大小改变时，调用onWindowResize函数
				window.addEventListener( 'resize', onWindowResize );

				// ========== 11. 创建调试面板GUI ==========
				
				// 通过调试检查器创建参数面板
				const gui = renderer.inspector.createParameters( '控制设置' );
				// 添加速度控制滑块：
				// - 参数1: params对象
				// - 参数2: 'speed'属性名
				// - 参数3: 最小值0
				// - 参数4: 最大值2
				gui.add( params, 'speed', 0, 2 );

			}

			/**
			 * 窗口大小变化处理函数
			 * 当浏览器窗口大小改变时自动调用
			 * 功能：
			 * 1. 更新相机宽高比以匹配新窗口尺寸
			 * 2. 更新渲染器大小以填满新窗口
			 */
			function onWindowResize() {

				// 更新相机的宽高比：新的窗口宽度除以窗口高度
				camera.aspect = window.innerWidth / window.innerHeight;
				// 更新相机投影矩阵：应用新的宽高比设置
				// 必须调用此方法才能使宽高比更改生效
				camera.updateProjectionMatrix();

				// 更新渲染器尺寸：使渲染画布与窗口新尺寸一致
				renderer.setSize( window.innerWidth, window.innerHeight );

			}

			/**
			 * 动画循环函数 - 每帧调用一次
			 * 这是Three.js应用的核心循环，负责：
			 * 1. 更新时间
			 * 2. 处理用户输入
			 * 3. 更新对象状态
			 * 4. 渲染场景
			 */
			function animate() {

				// 更新计时器：计算自上一帧以来经过的时间
				// 这对于时间相关的动画至关重要
				timer.update();

				// 更新轨道控制器：处理鼠标/触摸输入
				// 更新相机位置和朝向
				controls.update();

				/**
				 * 更新立方体旋转：
				 * 旋转角度计算 = 时间增量 × 基础速度 × 用户控制的速度系数
				 * 
				 * timer.getDelta()：获取上一帧到当前帧的时间差（秒）
				 * 乘以5：设置基础旋转速度（弧度/秒）
				 * 乘以params.speed：用户通过GUI调整的速度系数
				 * 
				 * 当params.speed=0时，立方体静止
				 * 当params.speed=2时，立方体以最快速度旋转
				 */
				mesh.rotation.y += timer.getDelta() * 5 * params.speed;

				// 执行后处理渲染：应用帧差异效果并输出到屏幕
				// 这是将3D场景、后处理效果最终绘制到画布的关键步骤
				postProcessing.render();

			}

		</script>

	</body>
</html>