CSS 개발자를 위한 GPU 2D 에디터 만들기
Guide
CSS Matrix
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CSS Matrix
  • Part 0. CSS에서 GPU로 사고 전환

    • CSS 박스가 사라지면 무엇이 남는가
    • Canvas는 DOM이 아니라 픽셀 버퍼다
    • CSS pixel, device pixel, backing store
    • scene model과 renderer 분리하기
    • retained mode vs immediate mode
    • DOM event target 없이 hit testing 하기
  • Part 1. Canvas editor의 기본 뼈대

    • render loop와 frame lifecycle
    • viewport와 camera
    • screen/world/local 좌표계 복습
    • cursor anchored zoom
    • grid와 ruler를 canvas에 그리기
    • overlay layer와 control layer 분리
  • Part 2. WebGL 2D renderer

    • WebGL context와 첫 triangle
    • clip space와 화면 좌표
    • shader를 CSS transform 관점으로 읽기
    • rectangle을 두 triangle로 그리기
    • matrix uniform으로 camera 적용하기
    • 색상, alpha, blending
    • 여러 rectangle을 buffer에 담기
    • batching과 draw call 줄이기
    • instanced rectangle renderer
    • line/outline renderer
  • Part 3. Editor tool math

    • pointer 좌표를 world 좌표로 바꾸기
    • CPU hit testing
    • selection bounds
    • hover outline
    • move tool
    • resize handles
    • rotation handle
    • marquee selection
    • snapping과 smart guides
    • group transform
  • Part 4. Figma-like scene graph

    • node tree 설계
    • transform inheritance
    • layer order와 z sorting
    • frame과 clipping
    • fill, stroke, effect 모델
    • command model과 undo/redo
    • JSON export/import
    • renderer-independent editor core
  • Part 5. Image, text, vector

    • texture로 image node 그리기
    • texture atlas 기본
    • text rendering 전략
    • SVG/text를 GPU editor에서 다루는 경계
    • vector path는 어디까지 직접 구현할 것인가
  • Part 6. WebGPU로 옮기기

    • WebGPU adapter/device/context
    • WGSL과 render pipeline
    • WebGL renderer를 WebGPU renderer로 바꾸기
    • uniform buffer와 bind group
    • WebGPU instancing
    • WebGL/WebGPU fallback 전략
  • Part 7. Capstone

    • editor shell 만들기
    • toolbar / layer panel / inspector 연결
    • mini Figma-like editor 완성
    • 성능 점검과 디버깅
    • 배포와 브라우저 호환성 체크
  • Part 8. Three.js로 WebGL 개발하기

    • Three.js를 WebGL renderer로 쓰는 기준
    • Scene, Camera, Renderer, render loop
    • OrthographicCamera로 2D editor 좌표계 만들기
    • BufferGeometry, Material, ShaderMaterial
    • Raycaster와 editor picking
    • Three.js renderer를 editor core 뒤에 붙이기
    • Three.js 프로젝트 세팅과 renderer lifecycle
    • Object3D transform과 editor scene graph 매핑
    • InstancedMesh로 많은 rectangle 그리기
    • Texture, CanvasTexture, Sprite로 이미지/텍스트 다루기
    • Three.js에서 outline, selection, overlay 만들기
    • dispose, cache, renderer.info로 성능 관리하기
    • WebGPURenderer와 TSL로 넘어가는 길
    • RenderTarget을 이용한 picking buffer
    • Three.js를 쓰면 안 좋은 경우
  • Appendix A. GPU editor debugging

    • WebGL/WebGPU 디버그 overlay 만들기
    • 좌표계, matrix, bounds readout 설계
    • frame time, draw call, buffer upload 측정하기
    • Spector.js / Chrome DevTools로 WebGL 프레임 보기
  • Appendix B. Browser and GPU compatibility

    • WebGL/WebGPU feature detection 체크리스트
    • DPR, resize, context lost 처리
    • Safari/Chrome/Firefox 차이와 fallback 정책
    • GPU memory와 texture size 제한
  • Appendix C. Asset pipeline

    • 이미지 로딩, ImageBitmap, texture upload
    • SVG를 texture로 쓸지 vector로 유지할지
    • 폰트 로딩과 text metrics
    • export용 PNG/SVG/JSON 생성 전략
  • Appendix D. Interaction polish and motion

    • inertial pan과 smooth zoom
    • snapping feedback animation
    • selection/hover transition
    • timeline 없이 필요한 최소 모션 수학
  • Appendix E. Production architecture

    • renderer worker / OffscreenCanvas를 고려하는 기준
    • document model versioning과 migration
    • plugin architecture와 command API
    • test 가능한 renderer abstraction 만들기
  • Appendix F. 2D renderer engine patterns

    • renderable type 선택: shape, sprite, mesh
    • static subtree를 texture cache로 굽기
    • render layer와 render group 설계
    • viewport culling과 spatial index
    • clipping 구현: scissor, stencil, mask texture
    • filters와 blend modes가 batch를 깨는 이유
    • interactivity budget: pickable, hitArea, skip children
    • texture GC와 idle resource eviction
    • dynamic text update 비용과 bitmap/glyph 전략
    • Canvas/WebGL editor의 accessibility layer
  • Appendix G. Rendering editor production gaps

    • render invalidation과 dirty flag
    • color space, premultiplied alpha, export 색상
    • stroke join/cap/dash/fill rule
    • editable text: DOM overlay, IME, caret, metrics
    • tool state machine과 pointer capture
    • pixel test와 renderer regression test

rectangle을 두 triangle로 그리기

Figma-like 에디터에서 가장 기본이 되는 도형은 rectangle입니다. CSS에서는 div 하나면 됩니다. WebGL에서는 rectangle primitive가 없습니다.

대신 triangle 두 개로 rectangle을 만듭니다.

rectangle vertex를 만드는 함수

처음에는 rectangle 하나를 vertex 여섯 개로 펴는 함수부터 만들면 됩니다.

function pushRect(vertices, x, y, width, height) {
  const x0 = x;
  const y0 = y;
  const x1 = x + width;
  const y1 = y + height;

  vertices.push(
    x0, y0,
    x1, y0,
    x0, y1,
    x0, y1,
    x1, y0,
    x1, y1
  );
}

const vertices = [];
pushRect(vertices, 40, 32, 160, 96);

gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, positionBuffer);
gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertices), gl.STATIC_DRAW);
gl.drawArrays(gl.TRIANGLES, 0, vertices.length / 2);

여기서 x, y, width, height는 아직 editor world 좌표라고 보면 됩니다. 이후 lesson에서는 이 좌표를 matrix uniform으로 screen/clip까지 변환합니다.

rectangle은 vertex 여섯 개다

사각형 네 모서리를 이렇게 두 triangle로 나눌 수 있습니다.

(0,0) ---- (w,0)
  |      /   |
  |    /     |
(0,h) ---- (w,h)

triangle 목록으로 쓰면 보통 여섯 vertex입니다.

(0,0), (w,0), (0,h)
(0,h), (w,0), (w,h)

이 local 좌표를 node transform과 camera matrix로 화면에 보냅니다.

왜 사각형마다 여섯 점을 보내는가

초반에는 단순하게 시작합니다. node마다 vertex 여섯 개를 만들어 buffer에 넣습니다. 이 방식은 이해하기 쉽습니다.

나중에는 unit rectangle 하나를 두고, 각 instance가 transform과 size를 따로 갖도록 바꿀 수 있습니다. 그게 instancing입니다.

하지만 지금은 먼저 이렇게 생각합니다.

rectangle node -> six vertices -> draw triangles

stroke와 radius는 아직 미룬다

CSS rectangle은 border, radius, shadow를 쉽게 가집니다. WebGL rectangle renderer는 처음부터 그 모든 것을 처리하지 않습니다.

첫 목표는 fill rectangle입니다.

position
size
transform
fill color

이 네 가지가 안정되면 stroke, outline, corner radius로 확장합니다.

오늘의 핵심

WebGL 2D renderer는 복잡한 도형을 GPU가 이해하는 triangle 데이터로 바꾸는 번역기입니다.

CSS box 감각
-> rectangle node
-> two triangles
-> GPU draw call

사각형을 triangle로 보는 순간 WebGL renderer의 재료가 보이기 시작합니다.

최근 수정: 26. 5. 16. PM 12:53
Contributors: jinho.park.s3
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