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id: wiki-2026-0508-threejs-webgpu-파티클-예제
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title: Threejs WebGPU 파티클 예제
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category: 10_Wiki/Topics
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [Three.js WebGPU Particles, TSL Particles]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.9
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verification_status: applied
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tags: [threejs, webgpu, particles, tsl, gpgpu]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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tech_stack:
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language: javascript
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framework: three.js
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# Threejs WebGPU 파티클 예제
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## 매 한 줄
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> **"매 GPU compute shader 의 millions-of-particles 의 60fps"**. Three.js r170+ 의 WebGPURenderer 의 TSL (Three Shader Language) 의 compute node 의 particle position/velocity 의 GPU buffer 의 simulate. 매 2026 standard: WebGPU 의 baseline browser support (Chrome/Edge/Safari 17.4+/Firefox 127+) 의 production 의 reach.
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## 매 핵심
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### 매 architecture
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- **Storage buffer**: 매 particle position/velocity 의 GPU memory 의 persist — 매 CPU readback 의 X.
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- **Compute pass**: 매 frame 의 start 의 simulation step 의 dispatch.
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- **Render pass**: 매 same buffer 의 vertex attribute 의 read — instanced point / mesh.
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- **TSL**: 매 JS-authored shader graph 의 WGSL 의 compile — 매 backend portability (WebGPU + WebGL fallback).
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### 매 핵심 node
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- `storage()`: 매 mutable GPU buffer.
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- `Fn()`: 매 reusable shader function.
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- `instanceIndex`: 매 compute thread id.
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- `attribute()`: 매 vertex attribute read.
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- `uniform()`: 매 per-frame CPU-set value.
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### 매 응용
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1. Galaxy / nebula simulation 의 web demo.
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2. GPGPU fluid (SPH, FLIP) 의 art piece.
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3. Real-time crowd / flock (boid) 의 100k+ agent.
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4. Data viz 의 millions-of-points scatter.
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## 💻 패턴
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### Setup WebGPURenderer
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```javascript
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import * as THREE from 'three/webgpu';
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import { Fn, storage, instanceIndex, uniform, vec3, sin, cos, time } from 'three/tsl';
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const renderer = new THREE.WebGPURenderer({ antialias: true });
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renderer.setPixelRatio(window.devicePixelRatio);
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renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
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await renderer.init();
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document.body.appendChild(renderer.domElement);
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```
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### Allocate particle buffers
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```javascript
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const COUNT = 500_000;
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const positionBuffer = storage(new THREE.StorageInstancedBufferAttribute(COUNT, 3), 'vec3', COUNT);
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const velocityBuffer = storage(new THREE.StorageInstancedBufferAttribute(COUNT, 3), 'vec3', COUNT);
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```
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### Init compute (one-time)
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```javascript
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const initCompute = Fn(() => {
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const i = instanceIndex;
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const angle = i.toFloat().mul(0.001);
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positionBuffer.element(i).assign(vec3(cos(angle).mul(50), 0, sin(angle).mul(50)));
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velocityBuffer.element(i).assign(vec3(0));
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})().compute(COUNT);
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await renderer.computeAsync(initCompute);
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```
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### Per-frame simulation
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```javascript
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const dt = uniform(0.016);
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const simCompute = Fn(() => {
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const i = instanceIndex;
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const pos = positionBuffer.element(i);
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const vel = velocityBuffer.element(i);
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const gravity = pos.normalize().negate().mul(9.8);
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vel.addAssign(gravity.mul(dt));
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pos.addAssign(vel.mul(dt));
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})().compute(COUNT);
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```
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### Render as instanced points
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```javascript
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const material = new THREE.SpriteNodeMaterial();
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material.positionNode = positionBuffer.toAttribute();
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material.colorNode = velocityBuffer.toAttribute().length().mul(0.1);
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const mesh = new THREE.InstancedMesh(new THREE.PlaneGeometry(0.05), material, COUNT);
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scene.add(mesh);
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```
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### Animation loop
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```javascript
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renderer.setAnimationLoop(async () => {
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dt.value = clock.getDelta();
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await renderer.computeAsync(simCompute);
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await renderer.renderAsync(scene, camera);
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});
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```
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### Curl noise flow field
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```javascript
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import { mx_noise_vec3 } from 'three/tsl';
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const flowCompute = Fn(() => {
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const i = instanceIndex;
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const pos = positionBuffer.element(i);
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const noise = mx_noise_vec3(pos.mul(0.1).add(time.mul(0.5)));
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velocityBuffer.element(i).assign(noise.mul(2));
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pos.addAssign(velocityBuffer.element(i).mul(dt));
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})().compute(COUNT);
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```
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### WebGL fallback
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```javascript
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const renderer = WebGPU.isAvailable()
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? new THREE.WebGPURenderer()
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: new THREE.WebGLRenderer();
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// 매 TSL 의 same code 의 WebGL backend 의 transpile (compute X 의 limit 의 case 의 GPGPUComputationRenderer 의 fallback)
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```
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Approach |
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|---|---|
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| <10k particle, simple motion | CPU 의 BufferGeometry update |
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| 10k–100k, WebGL2 only | GPGPUComputationRenderer (ping-pong texture) |
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| 100k–10M, modern browser | WebGPURenderer + TSL compute |
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| Physics-accurate fluid | WebGPU compute + custom WGSL |
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| Cross-browser 의 require, IE/legacy | Canvas2D 또는 WebGL1 fallback |
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**기본값**: 매 2026 의 new project 의 WebGPURenderer + TSL — 매 WebGL fallback 의 automatic.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Three.js]] · [[WebGPU]]
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- 변형: [[GPGPU]] · [[TSL (Three Shader Language)]]
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- 응용: [[Particle System]]
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- Adjacent: [[Compute Shader]] · [[Instanced Rendering]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: 매 100k+ particle 의 60fps 의 require, 매 modern browser 의 target.
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**언제 X**: 매 static scene, low count, 또는 mobile-Safari-pre-17.4 의 fallback 의 critical.
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## ❌ 안티패턴
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- **CPU position update**: 매 frame 의 millions-of-vertex 의 GPU upload 의 PCIe bottleneck.
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- **Compute pass 의 매 frame 의 buffer recreate**: 매 GC pressure 의 stutter — 매 reuse.
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- **`renderer.compute()` sync wait**: 매 main thread 의 block — 매 `computeAsync` 의 use.
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- **Float32 over-precision**: 매 WebGPU 의 f16 storage 의 bandwidth halve 의 opportunity 의 miss.
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- **TSL 의 raw WGSL 의 mix 의 unnecessary**: 매 portability 의 break.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (Three.js r170+ docs, threejs.org/examples webgpu_compute_particles).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — TSL compute, instanced render, WebGL fallback |
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